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气动调节阀执行机构采用气开或者气关的安全保护模式

  原油长输管道主要是将油田或者码头的原油输送至炼化企业,为炼化企业提供炼油原材料。目前,长输管道大都采用密闭常温输送或者密闭加热输送工艺,为炼厂提供稳定的原油。对于密闭输送管道,常采用MOKVELD气动调节阀来实现管道进出站压力和管道压力波的自动调节。常规的气动调节阀执行机构采用气开或者气关的安全保护模式。由于原油管道输油工艺的特殊性,要求调节阀出现故障时应处于保位状态。
 
    1 出站压力调节系统
 
    原油管道的出站调节系统主要包括调节阀、截止阀、出站压力流量检测仪表以及泵入口汇管压力检测仪表等。系统中所有检测参数上传至站控制系统和调度中心,并在其工作站进行显示和控制等。调节阀作为调节系统的执行终端,接收调度中心和工作站控制系统的控制命令,实现管道的进出站压力自动调节,同时参与到全线的水击超前保护系统中。输油站场调节阀采用MOKVELD气动调节阀,并设置独立的供气系统为其提供气源。
 
    2 调节系统控制原理
 
    2.1 调节阀控制原理
 
    MOKVELD气动调节阀是轴流式活塞型阀门,活塞在阀体内水平运动。活塞通过阀杆控制活塞杆水平运动,实现阀门的开关动作。调节阀采用了带有电气定位器的双作用执行机构,独立的供气系统为执行机构提供气源。电气定位器将站控制系统提供的4~20mA电流信号转换为0.02~0.1MPa的标准气压信号。气压信号控制气动放大器的进气或者排气,气动放大器与执行机构的气缸相连。此时,若气缸下路进气,则上路排气,阀杆向上移动,阀门打开;反之,阀杆下移,阀门关闭。阀门到达与控制信号相对应的阀位后,定位器的两路气压输出达到平衡,气动放大器不再进气或排气,阀门停止移动。执行机构气缸内气体变化,从而推动阀杆上下移动,并带动活塞杆左右移动,使阀门在全行程上移动。
 
气动调节阀实现了出站压力的调节控制,电气定位器能够使其在全行程上进行移动。执行机构可以连续地做增压或者减压的调整,以达到较好的控制效果。但调节阀执行机构存在故障状态下安全模式选择的问题。安全模式的选择首先要保证生产的安全性,其次是生产的连续性。由于长输管道的特殊性,要求当调节阀出现故障时,调节阀处于保位状态。
 
调节阀的故障状态有断气、断电和断信号三类。
 
    在断气故障状态,连接到液压单元的气压信号中断,液压单元的内部液压油路被关闭。由于液体是不可以压缩的,液压缸内的阀杆无法移动,因此执行机构被锁定,实现保位功能。由于供气管线安装有压力变送器,当调节阀出现断气故障时,站控制系统发出气源压力低报警信号,提醒工作人员及时处理并检查调节阀状态信息。
 
    在断电故障状态,由于控制系统电源采用在线式不间断电源(UPS)供电,且后备电池时间为2h,因此调节阀不考虑断电时的保位措施。
 
    在断信号故障状态,DVC6010无法切断液压单元的气压信号,因此无法实现保位功能。
 
 正常状态下,电磁阀处于常开状态。将定位器输出的信号A和信号B与气源压力进行比对,并由气动放大器将差值信号附加在膜盒的两侧,从而推动阀杆上下动作,使膜盒上下压力达到平衡。当出站压力、进泵汇管压力出现波动时,由调节阀阀杆带动活塞杆动作,使调节阀处于平衡状态,确保出站压力控制在设定值。
 
    当出现断信号故障时,信号保护模块检测到控制信号中断,则立刻停止对电磁阀供电,电磁阀掉电自动关闭,切断液压单元的气压信号,从而使液压单元的内部液压油路关闭。
 
安装完成后,首先对调节阀原有的开阀、关阀、调节功能进行测试,通过调节参数值,设定其性能,使其与改装前保持一致,实现调节功能。其次,测试其断气保位功能。最后,测试其断信号保位功能:通过系统软件屏蔽信号进行测试,此时电磁阀关闭,调节阀停止动作,上位机显示调节阀开度不变;解除屏蔽后,电磁阀打开,调节阀正常工作。同时,通过解除信号线进行测试,同样电磁阀关闭,调节阀停止动作,上位机显示调节阀开度不变;接通信号线后,电磁阀打开,调节阀正常工作。

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