MEA液动滑阀执行机构控制系统的维护与保养

发布时间:2010-07-05  点击数:3723
   本文简要介绍了MEA液动滑阀执行机构的结构与性能指标,着重介绍了MEA液动滑阀执行机构控制系统的维护与维修。
一、概述
   随着炼油化工工艺技术的逐步提高,炼油化工生产过程对设备的要求越来越高,先进的工艺需要有先进的设备才能完成。一九八七年,我厂从美国石韦公司引进了重油催化裂化技术,同时配套引进了三台美国MEA公司的液动滑阀执行机构。继我厂使用液动滑阀后,洛阳石化工程公司、北京设计院在其它单位的共同努力下也相继推出了自己的液动滑阀执行机构,为我国炼油化工工业注入了新的活力。作为催化裂化装置的重要设备,液动滑阀执行机构在生产过程中起着至着重要的作用。使用、维护与管理好液动滑阀执行机构,对装置的平稳、安全生产极其关键。我厂使用的液动滑阀执行机构经过了从安装到使用四周期的运行,我们基本上摸索出了自己的一套维护、维修、管理液动滑阀执行机构的方法,其中有成功的一面也有失误的一面。液动滑阀执行机构是一种新设备,因而维护、管理上有其自己的特点。为了共同维护、使用、管理好这一新设备,笔者在这里欲与同行们交流这方面的经验。
二、MEA液动滑阀执行机构控制系统介绍
   MEA液动执行机构是美国MEA公司(Mechanical Electrical Automation)生产的用于石油化工、电厂、管道等行业中、具有大推力的执行机构。它分整装式和分装式两种。整装式是执行机构所有部件安装在一固定框架上,没有暴露的油管线,控制元件和液压元件安装在油路板上。分装式是各部件由各种管线、接头连接。整装式与分装式分别有其自己的特点,应用于不同的场合。整装式的主要仪表控制系统安装于一防爆控制箱内。控制箱内装有定位器,阀位变送放大器盘、推力指示放大器、电源等四块电路及阀位指示器、偏差指示器等。定位器电路设计中采用了速度反馈,滑阀阀位的过渡过程极其稳定;滑阀走完全行程的时间可调,以保证合适的速度;同时采用了颤振电路,保证伺服阀长期处于动作状态,避免出现卡滞现象。由于颤振信号频率很高,伺服阀的动作不会引起阀位变化。控制系统有自诊断功能,通过观察控制箱面板即可了解定位器、电源、阀位变送等运行情况,为维护及维修提供了极大的方便。控制系统在电源断电、输入信号丢失、反馈丢失、跟踪丢失情况下采取了就地锁住阀位的安全措施。电子元器件大量选用了集成电路,降低了控制系统的故障率,缩小了所需现场安装空间,并使维护、维修简单。控制系统中的关键部位—阀位变送器采用了先进的超声波传感器,其非线性小于全范围的0.05%、重复性优于±0.002%FS。在稳定的工艺操作条件下,MEA执行机构在0.25%。FS输入信号作用下即可达到最大推力、灵敏度优于0.1%(我厂重油催化裂化工艺需要滑阀灵敏度为0.25%)、定位精度为0.1%、重复性为0.1%。当输入有大于或等于5%的阶跃输入信号变化时,执行机构将以25.4mm/s的速度重新定位。
三、使用中出现的问题与处理方法
   由于MEA标准整装式执行机构的仪表控制系统电源为117V  AC/60Hz,而我厂引进的是根据我国使用的220V  AC/50Hz电源情况经过修改后的仪表控制系统,其电子元器件的参数选择、电路设计上存在不成熟的地方,根据我们统计,绝大部分故障是由电源引起,分述如下:
   1、电磁阀线圈烧损:一九八七年开工期间,我们发现再生滑阀阀位就地锁住。经查发现电磁阀SOL2线圈损坏,手触其它电磁阀线圈,其表面温度极其烫手。在不到四天的时间内,三台执行机构的9个电磁阀线圈中烧损了5个。液压系统控制图如图1所示。

                                                                                           图1

   在没有备品配件的情况下,我们采取满足阀锁住电磁阀SOL2线圈,以保证阀位不被锁住,使开工正常进行。其次我们在油路板防爆罩上钻了二孔,用仪表风往里吹,以降低控制元件的环境温度,使其有良好的散热条件,更重要的是保住伺服阀,对整个执行机构来说,伺服阀是至关重要的。我们还积极试制电磁阀线圈,通过对不同参数的电磁阀线圈的试验,最后筛选出了一种满足要求的线圈,其参数为16500匝,线径Ø为0.22mm,直流电阻值为2.5kΩ。目前我厂全部使用的就是这种电磁阀线圈。
   2、导线对地短路:一九八八年,双动滑阀南组阀位被锁住,定位器电路板有烧焦痕迹。经检查是由于防爆控制箱内电路板安装紧凑,接线端子较多,部分导线被挤压而绝缘被破坏,造成24#导线接地短路,使定位器有关部位电流过大而被烧焦,造成SOL2失电,阀位被锁住。电路如图2所示。

      图2 
   根据当时情况,我们甩掉24#线、并直接将X1电源送到SOL2电磁阀,使滑阀恢复运行。根据我们的经验,由于工况原因,双动滑阀的推力不大,且一边失灵有另一边调节,上述处理是妥当的。在检修期间我们恢复了24#线,在恢复中还发现反馈丢失二极管D12(IN814)以及K3继电器损坏,分别用国产二极管(2CN2)和继电器进行了更换。此外还对三台接线状况进行了良好整理,避免了类似情况发生。
   3.12V稳压集成块(MC7812CT)损坏:一九八八年,双动滑阀南组防爆控制箱面板上的发光二极管中凡与12V电源有关的全部熄灰,经分析判断是12V电源断电。由于当时没有备品配件,又没能及时买到同型号的稳压集成块,控制系统带病运行,但阀位指示器的指示不受影响。我们根据面板上文字注释的顺序仍可判断阀位指示器的读数。检修期间,我们用国产稳压集成块(MC7812C)进行了更换,投用后运行正常。
   4、跟踪丢失报警三极管(MP5U45)损坏;一九八八年,双动滑阀南组阀位被锁住,跟踪丢失报警指示灯亮,将阀位调整到偏差指示为零时,跟踪丢失仍报警。经查发现跟踪丢失三极管(MP5U45)损坏,采用国产三极管(3DG12C)代替后投用正常。
   5、加热控制器损坏:一九八八年检修期间,在对双动滑阀北组执行机构控制系统进行检查时,发现加热控制器TS2长期加热,后经检查发现控制器已损坏,由于没有配件,考虑到平时使用情况及气候,决定取消该加热系统,必要时仍可启动TS3加热器。
   6、伺服阀外漏:一九八七年,双动滑阀南组伺服投用后,发现其底部安装面处有油外漏,由于当时没有备件且不影响使用,故没及时处理。一九八九年大检修期间,我们在武汉找到了能生产各种规格的“O”型密封圈的厂家后,拆下了伺服阀,发现伺服阀底部“O”形密封圈有压歪痕迹,当即对其全部密封圈进行了更换,投用后运行正常,外漏消除。
   7、风关错成风开:一九八七年,液动双动滑阀到货后,经美方技术人员试验,我们发现滑阀作用方向与设计不符。从安全方面考虑,再烟气双动滑阀应为风关。经与美方人员协商,在美方人员的指导下(根据合同规定应这样做),我们将伺服阀输入信号换向,且将阀位变送放大器输出信号转向后,将风开改成了风关,满足了生产要求。
   8、±15V电源故障:一九八九年,再生滑阀阀位抖动,信号控制失灵,伺服阀输入电压在±4V范围内变化(正常情况下为±0.2V范围)。我们首先调整了与滑阀振荡有关的电位器,但抖动现象仍不能消除。根据定位器电路特点,我们对定位器电源部分进行了检查,电源部分电路如图3所示:

   图  3
    测量电源输出电压,发现正边电压为15V而负边电压为—18V与设计值—15V不符。测量2、3、4端,发现进电源是±16V,用示波器检查发现其中有交流分量。根据电路我们分析出出现—18V是二极管半波整流所致,设计的电路中其交流分量应可滤除。经检查滤波元件,发现电容C10、C1损坏,并入3300µF电容后,电源恢复到—15V,定位器输出电压跳动现象消失,滑阀恢复正常。
   9、阀位变送放大器故障:一九九O年,双动滑阀北组阀位就地锁住,跟踪丢失信号报警。经检查发现阀位变送器输出最大(10V),由于当时拆下阀位变送器与变送放大器检查不可能,我们采取了应急措施,将平时校验好了的阀位变送器及变送放大器整套装于执行机构外部框架上,将磁环固定于滑阀阀杆上,适当调整后,成功地恢复了控制系统的运行。检修期间,我们更换了阀位变送器及变送放大器,经检查,发现变送放大器内一放大环节的反馈电阻断路,用国产电阻更换后,变送放大器恢复了正常。
   10、电源部分故障:一九九一年,双动滑阀南北两组先后出现阀位被锁住,控制系统无直流工作电源。经检查发现电源部分CR19、CR20两开关二极管(S5A1F)短路损坏,用备用件上二极管(MR852)更换后,系统恢复了正常。
四、日常维护与备品配件管理
   根据液动滑阀的特点,我们制订了“特护”与“三检”(巡检、点检、专检)相结合的日常维护方法。在每周一次的“特护”中会同其它专业诊断有关疑难问题,如推力指示偏大的可能原因等,并提出处理措施。在“三检”中,根据不同层次、班组、车间及机动处专业技术人员,制订检查内容,其内容主要有:过滤器差压、油温、±15V电源、定位器输入、阀位指示、推力指示、伺服阀电压、GIG2G3指示等的检查。在最近两周期运行中,滑阀控制系统没有出现可预见故障。大检修前开滑阀检修准备会,总结一周期的运行情况,制订检修方案。由于油路板防爆罩及防爆控制箱的散热效果很差,我们在夏天加强了用净化风进行通风散热。方法是将每个防爆控制箱和油路板防爆罩钻两个并攻丝,用Ø6尼龙管缆和接头接到孔上,一孔进风一孔出风,其效果良好。暴露在太阳下的防爆控制箱和油路板防爆罩其内部温度可降到50℃以下,而不在太阳下的可降到40℃才搞活。冬天我们则降低通风量,目的是防止净化风有结露出现,但根据防爆要求,最终还是保留适当的风量以维持防爆箱和防爆罩内的正压。考虑到外商的情况,我们准备了适当数量的备品配件,在存放前都根据使用需要经过了严格的检查和校验,以使备品配件真正处于备用状态。在检查校验备品配件时,我们发现变送放大器的行程规格与所需不符,我们对其电路中的有关量程的元件参数进行了调整,在保存上,严格执行专品专柜专人保管。所有这些措施,较好地满足了安全生产的需要。

注:文章中“三、9,10”分别由谢琪、刘强胜同志提供,作者在此表示感谢。

参考文献
1、Handbook No.611A,Superthrust self-contained actuator for slide valves M.E.A.Incorporated.
2、滑阀安装操作维修说明书,北京设计院设务室机械组译,一九八七年五月