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易结疤环节执行机构的使用经验2004年9月

  执行机构作为自控系统的最终执行环节,是提高工作效率、发挥自控作用的关键环节。随着科学技术的不断发展和自控水平的不断提高,自动控制的投运率越来越高。自控系统对执行机构的要求也越来越高,特别对执行机构位置反馈的稳定性、控制精度和长期运行可靠性的要求更为严格。

1 结疤环节使用基本情况

  由于工艺原理,某些环节呈现易结疤特点,致使执行机构操作困难,从而使整个自动控制系统投运率降低、维护强度也大幅增加。如氧化铝生产,在其湿法车间的工艺流程中存在严重的结疤现象,因结疤常导致执行机构操作困难,损坏情况屡见不鲜,最终导致自动控制系统停运。

2 解决方法

   在实际生产运行中通过以下几方面的措施可延长结疤环节中执行机构的运行周期,减小执行机构的故障率,满足自动控制的要求。

2.1 设计定时活动程序

管道结疤通常与时间呈现正比的关系,时间越长,结疤越严重。在工艺允许调节阀短时全开全关的情况下,可定时让其往返活动,以减轻结疤程度,同时会对刚刚产生的轻微结疤有刮洗作用,这样就可减小阀门阻力,延长运行周期。可在计算机内设计定时活动程序,按周期往返活动一次,如一个小时执行程序一次。程序设计思路如图1所示。

                      图1 定时活动程序设计思路

其中,全开或全关的时间可根据执行器的具体情况而定,另外也可以采用反馈智能判断的方法。依据时间判断较为简单,如深圳万讯经营的德国原装新型一体化执行机构PSQ701动作时间为43s,可将此作为动作时间的依据。依据执行器反馈信号判断较为科学,一般推荐使用该方法。

在计算机控制系统中可以很方便地实现该定时活动程序,而在传统控制系统中可由人工定时手动操作实现,其效果是相同的。

2.2 选型时选择力矩等级高一级的型号

不论采取什么措施,在阀门阀芯、阀座上形成结疤是在所难免的。形成结疤后,阀芯、阀座的阻力将比初期运行时的阻力大很多。如果选型时力矩的余量小,则很容易出现阀门卡滞而操作困难并形成恶性循环,最终导致执行机构停运,甚至损坏执行器。所以执行机构在选型时可考虑选择力矩等级高一级别的型号,以保证结疤情况下动作自如,并刮去部分结疤,延长运行周期。

2.3 加强阀体保温

由于温度差是结疤形成的一个十分重要因素,故良好的保温措施将会大大降低结疤程度、延长执行机构的运行周期。这也是一个不可忽视的环节。

2.4 使用体积小、重量轻的执行机构,尽量避免使用结构繁琐、体积大、总量大的执行机构

一体式执行机构简洁、故障率低,其体积小、重量轻的特点使其易于拆卸、安装、调试、维护、在易结疤场所使用极为优越。例如德国原装PS系列产品,采用行星齿轮减速机构,其特殊的减速方式使其在同等力矩下大大减小了执行机的体积、重量、如700Nm力矩重量27kg,250Nm力矩13kg,在现场使用中拆卸、安装、调试极为方便。

由于结疤、执行机构的使用周期相对缩短,故障的发生频度较高,对执行机构进行调试和拆装机会将比常规执行机构多得多,考虑按工艺要求清理管道结疤十分繁琐,所以小体积/小重量的执行器在结疤环境中显现出解列容易的优势。在执行器解列以后,操作工仍可以利用阀门拐臂进行手动操作,降低了执行机构发生故障对工艺流程的影响。对恢复执行机构运行十分有利,在连续运转的生产过程中尤为重要。

3 实例

  某公司自蒸发器的蒸汽出口使用的是深圳万讯PSQ201执行机构,一体式配瑞安阀门。由于结疤,使用3个月后出现故障现象,维护周期越来越短。由于人工强制现场手动操作,甚至出现了执行器损坏的情况,整个系统自动投入率低而自控维护强度相当大。根据以上思路,将原设计的PSQ201型执行机构改为PSQ501,同时在计算机中设计自动定时活动程序,每小时启动活动程序一次,并采取保温措施。系统中的几台执行机构一并加以改造后,运行效果十分良好,维护周期稳定保持在6个月左右,大大提高了自动化程序和工作效率并减轻了劳动强度,取得了很好的经济效果。


 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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