本鋼燃?xì)鈴S5#TRT發(fā)電機(jī)組水系統(tǒng)智能電氣閥門(mén)定位器改造研究

摘 要：簡(jiǎn)介本鋼5#TRT工藝流程及系統(tǒng)組成部分，針對(duì)給排水系統(tǒng)閥門(mén)定位器在最近運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題及存在的缺陷，對(duì)TRT極間液位閥門(mén)定位器進(jìn)行了改造，滿足了生產(chǎn)需要，取得了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：液位；閥門(mén)定位器；改造；反饋電路板損壞

一、概述

鋼鐵生產(chǎn)和需求的增加，在大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中伴隨著產(chǎn)品生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生煤氣氣體介質(zhì)，比如在煉鐵廠過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣介子又趨向于高溫、高壓、風(fēng)量大等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)除塵凈化洗滌系統(tǒng)凈化進(jìn)入管網(wǎng)，管網(wǎng)煤氣一大部分可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能生產(chǎn)再利用，再最后清洗進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，中型TRT發(fā)電機(jī)組就是其生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備之一，TRT發(fā)電機(jī)節(jié)約能源降耗，保護(hù)環(huán)境，建設(shè)資源節(jié)約型、降低鋼鐵生產(chǎn)的成本，它的安全可靠運(yùn)行對(duì)鋼鐵生產(chǎn)起到了決定性的作用。利用TRT技術(shù)和裝置來(lái)發(fā)電也獲得額外的項(xiàng)目收益。

二、TRT工藝流程介紹

高爐產(chǎn)生的煤氣通過(guò)除塵經(jīng)過(guò)煤氣比肖夫洗滌塔清洗、經(jīng)入口啟動(dòng)蝶閥、入口插板閥、快速切斷閥、進(jìn)入TRT透平機(jī)膨脹做功，被驅(qū)動(dòng)的TRT透平機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。做功后的煤氣經(jīng)出口插板閥，出口電動(dòng)蝶閥進(jìn)入凈煤氣低壓管管網(wǎng)。在入口啟動(dòng)閥前，透平機(jī)出口后并聯(lián)著三組旁通快開(kāi)閥。當(dāng)TRT在正常停機(jī)和出現(xiàn)故障緊急停機(jī)時(shí)，入口快切閥快速切斷，三組旁通快速打開(kāi)，煤氣經(jīng)旁通快開(kāi)閥進(jìn)入低壓煤氣管網(wǎng)。

三、TRT組成部分

TRT整個(gè)系統(tǒng)由透平主機(jī)、大型閥門(mén)系統(tǒng)、高低壓發(fā)配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、動(dòng)力油系統(tǒng)、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。

四、智能電氣閥門(mén)定位器在TRT中的作用

其中儀控給排水系統(tǒng)中，閥門(mén)定位器為重要環(huán)節(jié)。由于TRT管道中煤氣冷凝產(chǎn)生大量的排水，在工業(yè)新水為防止透平靜葉積灰針對(duì)靜葉連續(xù)或間斷噴水冷卻清洗產(chǎn)生排水，（即透平前排水水罐和透平級(jí)間排水水罐），因此需要?dú)鈩?dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)排水液位進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。其中在5#TRT原用極間排水液位閥門(mén)定位器（YT-1000LS+PTM型）在使用中經(jīng)常出現(xiàn)了許多不同的故障現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)分析和研究確認(rèn)該閥門(mén)定位器存在一定設(shè)計(jì)缺陷與質(zhì)量問(wèn)題，為保證TRT透平發(fā)電機(jī)靜葉噴霧排水系統(tǒng)正常運(yùn)行，我對(duì)該型閥門(mén)定位器進(jìn)行了改型，取得很好的效果。

五、5#TRT液位閥門(mén)定位器存在的問(wèn)題和影響

（1）隨機(jī)備件閥門(mén)定位器使用年限到期，頻繁出現(xiàn)故障，無(wú)法購(gòu)進(jìn)原有備件。

（2）經(jīng)常出現(xiàn)不明原因的停電現(xiàn)象，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥失控，必須斷電重啟后才能恢復(fù)正常。檢查控制板元件接線接觸情況是否牢固，檢查信號(hào)屏蔽接地、檢查設(shè)備本身接地、以上檢查都正常，無(wú)法查出停電現(xiàn)象。

（3）閥門(mén)定位器沒(méi)有使用說(shuō)明書(shū)，出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法重新設(shè)置調(diào)試。

（4）閥門(mén)電位器經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)反饋信號(hào)顯示，導(dǎo)致水位罐液位控制不穩(wěn)定，系統(tǒng)無(wú)法正常自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（5）經(jīng)常出現(xiàn)閥門(mén)定位器氣路輸出不受控現(xiàn)象，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥失控。其中發(fā)現(xiàn)有的壓電閥在環(huán)境溫度低于-15℃時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不動(dòng)作現(xiàn)象，經(jīng)檢查和驗(yàn)證是轉(zhuǎn)換放大器中的壓電閥故障所致，該閥門(mén)定位器在-30℃現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根本達(dá)到不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，也根本滿足不了本地區(qū)的氣溫條件的要求。

（6）閥門(mén)定位器控制級(jí)間水位罐水位調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥失控時(shí)，水位過(guò)高容易使水進(jìn)入透平機(jī)內(nèi)造成靜葉葉片損壞，同時(shí)容易造成煤氣壓力波動(dòng)，直接影響透平機(jī)入口壓力，嚴(yán)重時(shí)影響高爐頂壓力。水位過(guò)低時(shí)容易造成煤氣泄露發(fā)生人員中毒。

六、智能電氣閥門(mén)定位器的改造方案

閥門(mén)定位器的演變是由電器轉(zhuǎn)換器發(fā)展而來(lái)的，它在電器轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)上把反饋桿加入閥門(mén)定位器中，使其自身成為閉環(huán)系統(tǒng)。也是從模擬式閥門(mén)定位器發(fā)展到智能式閥門(mén)定位器，現(xiàn)在5#TRT發(fā)電機(jī)組用的是老型號(hào)的智能定位器，6#、7#TRT發(fā)電機(jī)組都選用新型的西門(mén)子閥門(mén)定位器。SIPART PS2 型智能電氣閥門(mén)定位器的工作原理與傳統(tǒng)定位器完全不同。采用微處理器對(duì)給定值和位置反饋進(jìn)行比較。如果微處理器檢測(cè)到偏差，它就用一個(gè)五步開(kāi)關(guān)程序來(lái)控制壓電閥，壓電閥進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室的空氣流量。壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)位移增量，當(dāng)控制偏差很大時(shí)（高速區(qū)）。定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào)；當(dāng)控制偏差不大（低速區(qū)），定位器輸出脈沖連續(xù)；當(dāng)控制器偏差很小時(shí)（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài)），則沒(méi)有控制指令輸出。

閥門(mén)定位器的作用是接受PLC的4—20mA電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，并利用閥桿的位移進(jìn)行反饋，將位移信號(hào)直接與閥位比較，改善閥桿行程的線性度，克服閥桿的各種附加摩擦力，消除被調(diào)介質(zhì)在閥上產(chǎn)生的不平衡力影響，從而使閥位對(duì)應(yīng)于PLC給4—20mA電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)正確定位。

七、閥門(mén)定位器改型的實(shí)施步驟及調(diào)試

1.閥門(mén)定位器改型的施工步驟

記錄原閥門(mén)定位器的各項(xiàng)參數(shù)：控制方式、開(kāi)關(guān)方向、作用方向、有無(wú)報(bào)警設(shè)定和閥門(mén)特性。

要制作合適的固定支架，首先選擇好合適的墊塊，以解決兩種閥門(mén)定位器安裝方式不一致的問(wèn)題。因?yàn)樵械拈y門(mén)定位器比西門(mén)子閥門(mén)定位器高，所以要把閥門(mén)定位器墊高一些。

按要求選擇固定方式：板式固定或拉桿固定，是否需要對(duì)墊板進(jìn)行加工處理，可利用廢舊的支架，使前后固定支架尺寸一致，從而解決孔距不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題。施工中最復(fù)雜的是新閥門(mén)定位器的連桿固定，原有閥門(mén)定位器連桿與現(xiàn)有閥門(mén)定位器不匹配，采用廢棄定位器上的連桿進(jìn)行改造，前期用原定位器上連桿，帶鎖死功能還可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)短。但由于原有連桿孔眼過(guò)小，所以需要從新鉆眼擴(kuò)大，再把它斷折，讓它達(dá)到所需要的長(zhǎng)度，然后用鎖緊螺絲處理好，使其能和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。

2.閥門(mén)定位器改型的上電調(diào)試

上電前把輸入控制的4—20毫安信號(hào)源接到6、7號(hào)端子上（6+，7-），上電后定位器顯示NOINI，即沒(méi)有下載程序。閥門(mén)定位器的上下有一個(gè)黃色長(zhǎng)方體，對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)?？烧{(diào)角度為（33%/90%）即用螺絲刀選的33%或90%。如果閥門(mén)行程小，將黃色長(zhǎng)方體調(diào)至下方，即可調(diào)角度為33%；如果閥門(mén)行程大，將長(zhǎng)方體調(diào)至上方，即可調(diào)角度為90%。也可以將閥門(mén)實(shí)際位置開(kāi)到50%，再調(diào)整定位器下方一帶齒輪（即電位器），同樣使其開(kāi)至50%的位置（屏幕顯示）。按閥門(mén)定位器小手鍵5秒以上后進(jìn)入菜單設(shè)置。再按小手鍵進(jìn)入第1項(xiàng)設(shè)置項(xiàng)YFCT選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類(lèi)型，選完后，再按小手鍵，進(jìn)入第2項(xiàng)YAGL設(shè)置項(xiàng)，選擇可調(diào)角度，用加減鍵調(diào)整，同上進(jìn)入第4項(xiàng)INITA自動(dòng)校驗(yàn)，按加號(hào)鍵5秒以上，進(jìn)入自動(dòng)校驗(yàn)階段，步驟完成后屏幕出現(xiàn)FINSH顯示，說(shuō)明自動(dòng)校驗(yàn)完畢。

參考文獻(xiàn)：

[1]嘉謙.儀表工手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社出版，2004-1.

[2]西門(mén)子閥門(mén)定位器操作手冊(cè).西門(mén)子公司（隨機(jī)提供），2012-7.

[3]計(jì)控廠劉志勤大師工作站課件

作者簡(jiǎn)介：

劉欽源（1979—），男，遼寧省本溪市，自動(dòng)化儀表高級(jí)工，大專(zhuān)、本鋼計(jì)控廠，主要從事燃?xì)鈴S儀表維護(hù)工作。