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常熟市常陽儀表科技有限公司
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數(shù)字閥門技術(shù)在石煉化的應(yīng)用
日期：2025-11-05 13:49
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摘要：
一．?dāng)?shù)字閥門技術(shù)的工作原理與特點
智能定位器，這種基于微處理器的控制器具有通信功能，采用氣動控制，并具有內(nèi)部邏輯能力。除了將電流信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號對閥門進行控制外，智能定位器還采用了HART 通信協(xié)議，以方便進行過程操作關(guān)鍵信息的存取。智能定位器能收到關(guān)于閥門移動位置和補充及激勵氣壓的反饋。這使得智能定位器不僅能自我診斷，還能夠診斷它所連接的閥門。
智能定位器可以實時信息控制、提高**性和減少硬件開支。對石化企業(yè)來說它的優(yōu)點體現(xiàn)三方面，1.節(jié)省空氣消耗，減少能耗，由于智能定位器結(jié)構(gòu)特點，它的空氣消耗只是傳統(tǒng)定位器20%。2. 可以在線更換，連續(xù)性生產(chǎn)裝置重要閥門一般沒有復(fù)線，一旦損壞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，但是智能定位器通過PC機保存組態(tài)數(shù)據(jù)和初試化數(shù)據(jù)，故障時更換智能定位器，只需將組態(tài)數(shù)據(jù)和初試化數(shù)據(jù)下載到定位器中就可以使用，精度達到1%。3.在線診斷，通過診斷信息分析可以縮短儀表維護人員的故障處理時間。
二．智能定位器應(yīng)用情況：
1．應(yīng)用類型：智能定位器在我廠應(yīng)用始于1999年重整裝置，2003年在100萬噸加氫裝置大量應(yīng)用，上海光輝調(diào)節(jié)閥配西門子6DR5000系列智能定位器，F(xiàn)ISHER調(diào)節(jié)閥配FISHER DVC6000系列智能定位器。目前，智能定位器生產(chǎn)廠家比較多，采用智能化模塊，但在國內(nèi)應(yīng)用廣泛和成熟的為西門子和FISHER智能定位器。
2．應(yīng)用范圍和數(shù)量：
現(xiàn)在隨著數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，在其他裝置普遍使用，但是考慮它的價格，在其他裝置應(yīng)用數(shù)量比較少。使用的裝置包括一催化、二催化、重整、加氫、焦化。
3．特殊應(yīng)用場合
智能定位器除了在加氫裝置大范圍使用，其他使用的地方均為比較特殊的場所，智能定位器的可靠性和控制精度在特殊閥門上有比較大的優(yōu)越性，同時考慮
特殊閥門的控制在生產(chǎn)裝置的重要性，所以選用智能閥門定位器。
3.1 一催化煙機入口閥控制以前采用吳忠VPT定位器和SMC氣動定位器，控制精度不高，經(jīng)常出現(xiàn)振動，嚴(yán)重影響機組運行，2005年對煙機入口閥控制系統(tǒng)進行改造，選用西門子智能定位器6DR5000系列，采用角行程安裝，代替氣動定位器連桿傳動反饋，消除機械傳動誤差。同時取消閥門位置變送器，在智能定位器安裝回訊模塊實現(xiàn)回訊遠傳指示。減少了閥門的安裝附件，投用一年多時間，運行穩(wěn)定，控制精度高，在2006年對大旁路和小旁路閥進行同樣的改造，三分程閥門的控制精度達到了投用以來的好水平。
3.2在機組重要閥門上使用智能定位器，焦化富氣壓縮機防喘振回流閥使用FISHER智能電位器，一催化氣壓機出口放火炬閥和二催化放火炬閥使用了西門子智能定位器，保障了機組可靠和穩(wěn)定運行。
3.3壓差較大和比較惡劣工況下應(yīng)用。焦化輻射入口閥前后壓差達10Kgf/cm3，介質(zhì)為含催化劑渣油，裝置運行后期，閥芯和閥套沖刷嚴(yán)重，控制不穩(wěn)，出現(xiàn)滑量，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。經(jīng)過改變調(diào)節(jié)閥形式，更換為智能定位器，投用以后控制平穩(wěn)，控制。
4．目前運用存在的問題及解決措施。
4.1智能定位器可以減少維護量，但是在投用前安裝調(diào)試環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和步驟執(zhí)行，特別在自校驗和初始化階段，盡量減少錯誤發(fā)生，避免存在的運行隱患。應(yīng)定期檢查定位器周圍的工作環(huán)境，同時保證其工作氣源的穩(wěn)定和潔凈，減少外界因素造成的儀表波動和故障。
4.2由于設(shè)計結(jié)構(gòu)上原因，智能定位器對氣路密封的要求比較高，西門子智能定位器由壓電閥組成氣路控制及放大部分，執(zhí)行機構(gòu)不動作時候，壓電閥關(guān)閉，執(zhí)行機構(gòu)氣缸不進氣。在使用的時候定位器輸出氣路密封不嚴(yán)或氣缸漏氣導(dǎo)致氣壓
下降，壓電閥動作，導(dǎo)致執(zhí)行機構(gòu)動作振動，所以要求在安裝環(huán)節(jié)質(zhì)量保證，確保氣路密封嚴(yán)密。
4.3 智能定位器采用微處理芯片，當(dāng)采用兩線制連接時，它完全從4-20ma信號中獲取電源，微處理器工作有小電流限制。西門子智能定位器小維持電流為 3.6Ma，F(xiàn)ISHER智能定位器不致引起微處理器重新啟動的小電流為3.5ma。但是在ABB控制系統(tǒng)中電流輸出范圍組態(tài)為-14%～114%，工藝操作習(xí)慣往往在極限位置控制時，電流輸出為-14%或114%，可能會導(dǎo)致定位器不工作，閥門朝相反方向動作，造成生產(chǎn)事故。解決措施為一是重要閥門增加閥門回訊，加強位置監(jiān)視，二是控制系統(tǒng)修改組態(tài)，對智能定位器輸出進行限制，修改為-3%～103%。
5．智能定位器應(yīng)用領(lǐng)域的擴展
5.1隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，部分控制功能向現(xiàn)場轉(zhuǎn)移，PID控制模塊在智能定位器中實現(xiàn)，可以大大減少控制器負(fù)荷，真正實現(xiàn)現(xiàn)場控制，代表當(dāng)今儀表技術(shù)發(fā)展的方向。
5.2實現(xiàn)與DCS直接通訊，通過軟件直接查看定位器特性曲線和閥門工作狀態(tài)，檢查零點、量程、線性和回差等參數(shù)，并對其優(yōu)化和調(diào)整，保證其工作質(zhì)量，做到智能維護和診斷，減少維護量。
5.3 用于緊急停車系統(tǒng)，F(xiàn)ISHER的DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器已經(jīng)取得TUV認(rèn)證。有了這一認(rèn)證，就可以把DVC6000儀表用于**儀表系統(tǒng)（SIS）里的緊急切斷閥門?，F(xiàn)在緊急切斷閥門大多采用定位器和電磁閥組成來實現(xiàn)功能，但是工藝要求閥門正常全關(guān)或全開情況下，無法判斷是否正常，一旦要求動作，有可能拒動。而采用智能定位器，可以進行在線診斷和在線進行閥門的部分行程動作測試，確保聯(lián)鎖動作正確?！ ?br>通過幾年的主要裝置的應(yīng)用情況看，智能閥門定位器性能穩(wěn)定、調(diào)校方便；能實現(xiàn)與DCS的直接通訊，并具備自診斷功能，維修簡單。隨著維護人員的減少和裝置長周期運行，更能體現(xiàn)出它的特點，所以，在以后裝置改造或新建裝置建議選用智能定位器，對提高儀表控制率有很大作用。
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