调节阀优化在化工控制系统中的重要性

发布时间：2016-06-17 关注次数：

在自动化较高的化工控制系统中，调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接受控制信号，实现对化工流程的连续调节，运行

期间若出现故障将直接关系着生产装置的安全运行。而且据实际统计大约有70%的故障来源于调节阀，所以对于调节阀的优化厂

家需引起足够的重视。

1 概述
某合成氨装置中，一段炉是转化工段的核心，引起一段炉停运的任何联锁动作均将导致其后续工艺系统的停车，其中一

段炉炉膛负压的控制是关键。空气压缩机燃气透平出口燃烧乏气，一部分作为一段炉燃烧空气，由AV－03010控制进一段炉燃烧

空气的氧含量，保证一段炉内燃气燃烧充分；另一部分至一段炉对流段利用余热，由PV－03048A/B辅助控制炉膛负压；还有一部

分由HV－02001控制进行放空。这些阀门控制的气道口径大，采用了相同的多翻板连杆推动机构，需要的动力较大，气动执行机

构及控制气路较复杂。为准确控制，PV－03048采用A阀（小阀）、B阀（大阀）分别控制，根据工况需要开启其中一个或两个。

这些阀门参与联锁TRIP03.5控制，保证一段炉系统在正常的负压下安全运行。当燃气透平跳车或一段炉膛压力升高大于100Pa时

，TRIP03.5动作：切断一段炉燃烧空气AV－03010和对流段乏气排放阀PV－03048A/B，同时打开乏气放空阀HV－02001，并向

TRIPB发出一个跳车信号。这些阀门屡次在开车或行程校验时出现失控不动作现象，危害炉膛负压的控制。

2 存在问题
PV－03048A/B的作用是稳定调节从燃气轮机排出的高温乏气去一段炉对流段，辅助控制炉膛负压。在大修中做行程校验

和开车时PV－03048A/B阀不动作，该阀是气缸式调节阀，气路非常复杂，初步检查发现电磁阀线圈磁性不够，导致电磁阀输出气

量小，气控阀不切换，阀门不动作。更换电磁阀后仍不行，无法控制炉膛负压，负压联锁开关就会连锁引起跳车。AV－03010在

大修后开车不动作，检查电磁阀有电，开阀侧气路不通，阀门调节失灵，无法正常开启一段炉加热系统。

3 控制气路改造
控制图中I、II、III、IV分别是四个气控阀。PLT是控制气口，R是放空口，P、A是通气口。其中气控阀II、III、IV是

FC事故关型，PLT有气时气控阀P—A通，PLT无气时P—A不通，A—R通；气控阀Ⅰ是FO事故开型，PLT有气时P—A不通，A—R通，

PLT无气时P—A通。
正常运行时，电磁阀带电通气，控制气经电磁阀后连至各气控阀PLT口之气路送至四个气控阀PLT端，阀Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ打开，阀I关

闭。I/P转换器接受主控4～20mA信号，转换后输出至气动定位器，两路输出C1、C2，C1经气控阀Ⅳ气路至调节阀气缸开阀侧；C2

经气控阀II、III关调节阀气路至调节阀气缸关阀侧。上止逆阀保证关阀气不能去气控阀I放空。这样随主控4～20mA信号开、关

调节阀门。
需要强调的是气控阀I的线路，它的作用是在电磁阀失电或失去气源的事故状态下，强制去关闭调节阀PV－03048B，实现调节阀

的事故关功能。这时阀I打开，当有气源时，气源经下止逆阀、阀I、上止逆阀、关阀气路去关调节阀；无气源时，平时储存在气

罐内的气源，经阀I、上止逆阀、关阀气路去关调节阀。下止逆阀保证气罐内的气源不致流失。同时，气控阀III的作用是在电磁

阀失电、失去气源的事故状态下关闭并保证事故关阀气不致由此放空，因为气控阀III的P、A气口是反接的，PLT失气后P—A关闭

，A—R导通，P口是接在事故关阀气侧，保证了事故关阀气不能放空。
综合故障原因，除更换气动定位器、定期给各联轴节轴承加注耐高温润滑脂外，另引一路气源直接给电磁阀供气，并将电磁阀更

换成大通量、低功耗阀，提高控制气压力，经过试验四个气控阀均能正常切换，问题得到圆满解决。调节阀

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