空分裝置氣體壓縮機防喘振閥定位器防振動(dòng)解決方案

　　在分析空分裝置氣體壓縮機防喘振閥使用現狀的基礎上,對防喘振閥定位器等電路附件的防振動(dòng)措施進(jìn)行相關(guān)研究改造,就此類(lèi)問(wèn)題解決方法推廣提出相關(guān)建議,使得氣體壓縮機防喘振閥的定位器及其電路附件運行更加安全、穩定、可靠。

　　近年來(lái)，國內大功率氣體壓縮機年引進(jìn)數量成倍增長(cháng)，尤其是煤化工行業(yè)的新上項目對各類(lèi)壓縮機的需求日漸增大。但是真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)發(fā)現各化工企業(yè)在這些壓縮機設計之初，往往忽視了壓縮機高頻振動(dòng)給壓縮機上的儀器儀表帶來(lái)的巨大影響，使得壓縮機在制造時(shí)，未充分考慮儀器儀表防振動(dòng)的問(wèn)題，從而在試車(chē)、開(kāi)車(chē)運行階段，壓縮機管道中介質(zhì)(尤其是氣體)強烈的紊流和流速過(guò)快引起管線(xiàn)強烈振動(dòng)，造成防喘振閥門(mén)閥桿振斷，定位器及其電路附件損壞。由于不能很好解決壓縮機引起的管線(xiàn)振動(dòng)，因而筆者就從防喘振閥定位器及其電路附件構造本身減少干擾出發(fā)進(jìn)行分析、研究和改造，使壓縮機防喘振閥向更穩定、可靠的方向發(fā)展。

1、空分裝置氣體壓縮機使用現狀

1.1、空氣壓縮機防喘振閥定位器及其電路附件

　　STC-SR空氣壓縮機防喘振閥是Vetec公司生產(chǎn)的72.3F型降噪偏心旋轉閥，FV7038作為防喘振放空閥，FV7039作為防喘振回流閥;STC-GV空氣壓縮機防喘振閥是Vetec公司生產(chǎn)的73.7F型降噪偏心旋轉閥，FV7259作為防喘振放空閥，FV7258作為防喘振回流閥。它們均采用了SIE-MENS的單作用SIPARTPS26DR5***系列電氣閥門(mén)定位器。從運行結果分析，改造之前采用的電氣閥門(mén)定位器具有可靠性、穩定性和安全性差的缺點(diǎn)。

1.2、氮氣壓縮機防喘振閥定位器及其電路附件

　　神華寧煤煤氣化配套制氮機采用了額定功率為3850kW的GT050N1K1電拖型氮氣壓縮機，其防喘振閥是Arca公司生產(chǎn)的Typ6N7-L1型降噪套筒閥，PV7318作為防喘振回流閥采用了Arca的單作用827A.***系列電氣閥門(mén)定位器。

　　該閥安裝位置的工藝管道長(cháng)度小，氮氣流入前和流出后經(jīng)過(guò)直角管段均產(chǎn)生回轉，造成管道的劇烈振動(dòng)，經(jīng)觀(guān)測其主要在啟機增加負荷時(shí)、關(guān)閥過(guò)程和正常工況下因后續工段用氮量變化而自動(dòng)調節時(shí)振動(dòng)最為劇烈。原智能定位器安裝在閥體上，隨閥門(mén)振動(dòng)而劇烈振動(dòng)，極易造成定位器內部元器件松動(dòng)及損壞等，從而產(chǎn)生誤動(dòng)作導致氮壓機跳車(chē)，影響后續工段運行。因此需對工況重新評價(jià)，為避免管道振動(dòng)對定位器的影響進(jìn)行改造是必要的。

2、改造方法

　　其改造的設計思路為：

　　a.更換定位器。采用電路較多的單元與機械結構較多的單元分開(kāi)安裝代替只能安裝在閥門(mén)上的一體化定位器。具有機械結構較多、抗振性好的閥位反饋模塊安裝在閥桿連接處;電路較多的主定位器單元從閥門(mén)上剝離，安裝在振動(dòng)較弱的遠端，不再安裝在閥門(mén)本體上。

　　b.更換氣源管。采用不銹鋼金屬編織PTFE內襯撓性軟管代替不銹鋼TUBE氣源管。

　　c.更改氣動(dòng)放大器(即流體增壓器)安裝位置。氣動(dòng)放大器垂直安裝改為水平安裝。

2.1、閥門(mén)定位器及其附件選用

2.1.1、定位器

　　空氣壓縮機防喘振閥采用Fisher公司生產(chǎn)的DVC6035-FM遠程安裝型定位器;氮氣壓縮機采用Fisher公司生產(chǎn)的DVC6015-MTG遠程安裝型定位器。利用安裝在閥門(mén)行程桿上的閥位反饋模塊電路結構少的特點(diǎn)，通過(guò)一根兩芯線(xiàn)即可將信號傳至主定位器DVC6035-FM或DVC6015-MTG上，同時(shí)提供24VDC電源和4～20mA回訊信號，減少了一根分支電纜。

2.1.2、變送器

　　閥位反饋單元采用EMERSON公司生產(chǎn)的TRI-LOOP333模擬量變送器作為閥位反饋變送器，安裝在機柜室機柜內的變送器代替原一體化定位器內的反饋電路板，避免多電路附件對閥門(mén)定位器的影響。

2.2、改造前后氣路圖

　　以FV7038和FV7039為例，改造前后氣路如圖1所示。

a.改造前

b.改造后

圖1 FV7038和FV7039改造前后氣路

　　以PV7318為例，改造前后氣路如圖2所示。

a.改造前

b.改造后

圖2 PV7318改造前后氣路

3、改造效果

3.1、調試時(shí)注意事項

　　由于防喘振閥的控制特點(diǎn)要求快開(kāi)慢關(guān)，因此一般在氣路上均配以氣動(dòng)放大器(即流體增壓器)實(shí)現快開(kāi)、(單向)阻尼器(即節流調節閥)實(shí)現慢關(guān)功能，但是與FisherDVC6000系列相配時(shí)一般儀表維護人員往往調試的閥門(mén)定位不準確，波動(dòng)較大，不能穩定閥位，從而影響工藝人員對壓縮機防喘振控制判斷。筆者根據在多套大小型壓縮機防喘振閥上的調試經(jīng)驗，總結出以下幾點(diǎn)注意事項：

　　a.過(guò)濾減壓閥的壓力必須嚴格參照閥門(mén)銘牌上的要求供氣壓力調節，不能超過(guò)要求的壓力。

　　b.進(jìn)入“Outofservice”，需要特別注意將“TvlTuningSet(行程整定參數組)”設置為H(有的技術(shù)人員推薦設置為C或D，但經(jīng)過(guò)筆者試驗，在防喘振閥中設置H為宜)，設置完參數再自動(dòng)校驗。

　　c.進(jìn)入“DeviceVariables”，觀(guān)察其中“2.TvlSetPt”、“3.Travel”和“DriveSignal”之間的數值應當相互對應，對氣動(dòng)放大器和阻尼器的微調旋鈕進(jìn)行手動(dòng)調校。

　　d.最后對電磁閥進(jìn)行失電試驗，觀(guān)察閥門(mén)全開(kāi)時(shí)間是否滿(mǎn)足快開(kāi)時(shí)間要求，若不滿(mǎn)足檢查氣動(dòng)放大器的調節螺桿是否松動(dòng)或再次調整。

　　e.EMERSON的TRI-LOOP333模擬量變送器與FisherDVC6000的連接、設置、建立通訊。

3.2、改造特點(diǎn)及效果

　　從改造和運行實(shí)踐綜合分析，分體式防喘振閥定位器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　a.安全可靠。表現在兩個(gè)方面———改造后氣路控制精準，使敏感電子元件不受影響;改造后閥門(mén)定位準確、無(wú)喘動(dòng)，避免了超調的可能。

　　b.減少維修次數。安裝在閥門(mén)本體上的電子元件減少，閥門(mén)反饋模塊故障率低，故障原因較易查找，且便于維護。

　　c.氣路、電路結構簡(jiǎn)單。既不像傳統全機械式氣動(dòng)定位器結構復雜，又結合了電氣定位器靈敏性高和純氣動(dòng)定位器不受外界干擾的雙重優(yōu)點(diǎn)。

　　d.投入產(chǎn)出比高。一次改造完成，既解決了一體化定位器頻繁損壞更換的備件昂貴費用，又減少了因定位器損壞使裝置、設備停車(chē)而發(fā)生的產(chǎn)量損失、產(chǎn)品浪費。

　　但是，EMERSON的TRI-LOOP333模擬量變送器作為閥位反饋變送器在一旦斷電或回路斷開(kāi)后，就會(huì )進(jìn)入鎖死狀態(tài)，導致閥位反饋信號出現壞值，必須用HART375重新激活才可以正常使用，筆者對此會(huì )繼續跟蹤研究。

　　截止目前，神華寧煤煤氣化配套空分裝置的壓縮機因此影響停車(chē)減少的次數降至零。按照改造之前，空分裝置一體化定位器每3個(gè)月就要損壞一個(gè)，峰值時(shí)一個(gè)月就要損壞一個(gè)，空分裝置停車(chē)一次影響全廠(chǎng)產(chǎn)甲醇3000t/d(氣化爐運行3臺爐子折算)，甲醇目前市場(chǎng)價(jià)格每噸為2500元，以此折算，將每天影響產(chǎn)值750萬(wàn)元，而更換一體化定位器往往需要3h之多，從停車(chē)、檢修、開(kāi)車(chē)需要花10h左右，那么一次停車(chē)將損失312.49萬(wàn)元，若按照下游最終產(chǎn)品聚丙烯及其附加產(chǎn)品混合芳烴、硫磺、LPG折算，損失費用還將大幅增加。神華寧煤煤氣化配套空分裝置的壓縮機防喘振閥改造于2011年3月全部完成，按此后時(shí)間計算，光此項改造在節約停車(chē)損失、生產(chǎn)成本增加方面達到938.5萬(wàn)元以上。

4、結束語(yǔ)

　　筆者對困擾空分裝置多年的氣體壓縮機防喘振閥防振動(dòng)的問(wèn)題提出了切實(shí)有效的解決方案并加以實(shí)施，使得氣體壓縮機防喘振閥的定位器及其電路附件運行更加安全、穩定、可靠。在壓縮機控制、操作向全計算機程控化發(fā)展的過(guò)程中，其附屬儀器儀表的精準性、可靠性和安全性顯得越來(lái)越重要，如何通過(guò)研究應用解決這些儀器儀表本身或受設備工況制約的問(wèn)題，從而更好地輔助工藝，是今后儀表技術(shù)人員努力的方向之一。