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易結疤環節執行機構的使用經驗2004年9月

  執行機構作為自控系統的最終執行環節,是提高工作效率、發揮自控作用的關鍵環節。隨著科學技術的不斷發展和自控水平的不斷提高,自動控制的投運率越來越高。自控系統對執行機構的要求也越來越高,特別對執行機構位置反饋的穩定性、控制精度和長期運行可靠性的要求更為嚴格。

1 結疤環節使用基本情況

  由于工藝原理,某些環節呈現易結疤特點,致使執行機構操作困難,從而使整個自動控制系統投運率降低、維護強度也大幅增加。如氧化鋁生產,在其濕法車間的工藝流程中存在嚴重的結疤現象,因結疤常導致執行機構操作困難,損壞情況屢見不鮮,最終導致自動控制系統停運。

2 解決方法

   在實際生產運行中通過以下幾方面的措施可延長結疤環節中執行機構的運行周期,減小執行機構的故障率,滿足自動控制的要求。

2.1 設計定時活動程序

管道結疤通常與時間呈現正比的關系,時間越長,結疤越嚴重。在工藝允許調節閥短時全開全關的情況下,可定時讓其往返活動,以減輕結疤程度,同時會對剛剛產生的輕微結疤有刮洗作用,這樣就可減小閥門阻力,延長運行周期?稍谟嬎銠C內設計定時活動程序,按周期往返活動一次,如一個小時執行程序一次。程序設計思路如圖1所示。

                      圖1 定時活動程序設計思路

其中,全開或全關的時間可根據執行器的具體情況而定,另外也可以采用反饋智能判斷的方法。依據時間判斷較為簡單,如深圳萬訊經營的德國原裝新型一體化執行機構PSQ701動作時間為43s,可將此作為動作時間的依據。依據執行器反饋信號判斷較為科學,一般推薦使用該方法。

在計算機控制系統中可以很方便地實現該定時活動程序,而在傳統控制系統中可由人工定時手動操作實現,其效果是相同的。

2.2 選型時選擇力矩等級高一級的型號

不論采取什么措施,在閥門閥芯、閥座上形成結疤是在所難免的。形成結疤后,閥芯、閥座的阻力將比初期運行時的阻力大很多。如果選型時力矩的余量小,則很容易出現閥門卡滯而操作困難并形成惡性循環,最終導致執行機構停運,甚至損壞執行器。所以執行機構在選型時可考慮選擇力矩等級高一級別的型號,以保證結疤情況下動作自如,并刮去部分結疤,延長運行周期。

2.3 加強閥體保溫

由于溫度差是結疤形成的一個十分重要因素,故良好的保溫措施將會大大降低結疤程度、延長執行機構的運行周期。這也是一個不可忽視的環節。

2.4 使用體積小、重量輕的執行機構,盡量避免使用結構繁瑣、體積大、總量大的執行機構

一體式執行機構簡潔、故障率低,其體積小、重量輕的特點使其易于拆卸、安裝、調試、維護、在易結疤場所使用極為優越。例如德國原裝PS系列產品,采用行星齒輪減速機構,其特殊的減速方式使其在同等力矩下大大減小了執行機的體積、重量、如700Nm力矩重量27kg,250Nm力矩13kg,在現場使用中拆卸、安裝、調試極為方便。

由于結疤、執行機構的使用周期相對縮短,故障的發生頻度較高,對執行機構進行調試和拆裝機會將比常規執行機構多得多,考慮按工藝要求清理管道結疤十分繁瑣,所以小體積/小重量的執行器在結疤環境中顯現出解列容易的優勢。在執行器解列以后,操作工仍可以利用閥門拐臂進行手動操作,降低了執行機構發生故障對工藝流程的影響。對恢復執行機構運行十分有利,在連續運轉的生產過程中尤為重要。

3 實例

  某公司自蒸發器的蒸汽出口使用的是深圳萬訊PSQ201執行機構,一體式配瑞安閥門。由于結疤,使用3個月后出現故障現象,維護周期越來越短。由于人工強制現場手動操作,甚至出現了執行器損壞的情況,整個系統自動投入率低而自控維護強度相當大。根據以上思路,將原設計的PSQ201型執行機構改為PSQ501,同時在計算機中設計自動定時活動程序,每小時啟動活動程序一次,并采取保溫措施。系統中的幾臺執行機構一并加以改造后,運行效果十分良好,維護周期穩定保持在6個月左右,大大提高了自動化程序和工作效率并減輕了勞動強度,取得了很好的經濟效果。


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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