庫頂切換閥控制原理及實(shí)際應(yīng)用中故障分析

崔秀萍

大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工儀控車間，內(nèi)蒙古 多倫 027300

庫頂切換閥安裝在煤氣化灰?guī)炝蟼}頂部，三套灰?guī)旃?2臺(tái)，作為輸送管線料倉間切換之用，具有切換方便，密封性好，占地空間小的優(yōu)點(diǎn)，是氣力輸送系統(tǒng)中重要的部件。該閥門是由就地PLC（可編程邏輯控制器）和遠(yuǎn)程DCS（集中管理分散控制系統(tǒng)）聯(lián)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，由DCS發(fā)出（干接點(diǎn)）開關(guān)指令控制切換閥開關(guān)。庫頂切換閥安裝在室外，位置較高且常年暴露在大氣中，相對(duì)在室內(nèi)的閥門，分析出該閥門的故障原因及處理方案，可減少儀表故障判斷時(shí)間同時(shí)在最短時(shí)間內(nèi)處理好儀表故障，保障灰?guī)燧斔凸芫€料倉間切換正常進(jìn)行，從而保障煤氣化輸灰管線向灰?guī)烨袚Q排灰正常進(jìn)行。

1 庫頂切換閥結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)

1）球形庫頂切換閥，采用球形結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)靈活，到位準(zhǔn)確，密封效果好。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可有效減少磨損；

2）閥門采用沖氣式密封圈，閥門啟閉時(shí)，閥芯與密封圈之間無接觸，當(dāng)閥門切換完成后，密封圈充氣實(shí)現(xiàn)彈性變形進(jìn)行密封?？捎行p少閥板的磨損；

3）閥門設(shè)有到位開關(guān)，并可將開關(guān)信號(hào)送入PLC和DCS，在DCS操作界面上可以看出閥門的開關(guān)狀態(tài)，方便操作員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；密封圈具有檢測壓力開關(guān)，可檢測密封圈是否失效破損。該閥采用氣動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)，切換方便迅速；

4）閥門的安裝和拆卸相對(duì)而言極為簡單，僅為法蘭盤的安裝和拆卸；

5）庫頂切換閥可以進(jìn)行半圓周方向切換。其內(nèi)部閥芯管道為球形，在球形閥芯的上開有3個(gè)相互連通的對(duì)應(yīng)管徑的圓孔。

2 庫頂切換閥遠(yuǎn)程控制原理

庫頂切換閥是由就地PLC和遠(yuǎn)程DCS聯(lián)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，由DCS發(fā)出（干接點(diǎn)）開關(guān)指令控制切換閥開關(guān)。

1） 當(dāng)DCS發(fā)出關(guān)指令，PLC接到DCS發(fā)出關(guān)（常開）信號(hào)。PLC程序開始運(yùn)行。PLC發(fā)出控制指令；

（1）控制氣囊的兩位三通電磁閥失電。氣囊開始排氣。當(dāng)壓力低于壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)（壓力開關(guān)處于長閉狀態(tài)），壓力開關(guān)向PLC發(fā)出壓力低信號(hào)；

（2） PLC得到壓力開關(guān)壓力低信號(hào)。PLC延時(shí)10s，PLC發(fā)出指令信號(hào)。使控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩位五通電磁閥得電。閥芯開使旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位后，PLC得到關(guān)到位信號(hào)。同時(shí)送到DCS遠(yuǎn)程顯示閥門關(guān)到位；

（3） PLC得到關(guān)到位信號(hào)后。PLC延時(shí)10s，發(fā)出指令信號(hào)?？刂茪饽业膬晌蝗姶砰y得電。壓力開關(guān)大于設(shè)定值，向PLC發(fā)出壓力高信號(hào)。

2） 當(dāng)DCS發(fā)出開指令時(shí)，PLC收到DCS發(fā)出開（常閉）信號(hào)。PLC程序開始運(yùn)行。PLC發(fā)出控制指令：

（1）控制氣囊的兩位三通電電磁閥矢電。氣囊開始排氣。當(dāng)壓力低于壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)（壓力開關(guān)處于長閉狀態(tài)），壓力開關(guān)向PLC發(fā)出壓力低信號(hào)。

（2） PLC得到壓力開關(guān)壓力低信號(hào)。PLC延時(shí)10s，PLC發(fā)出指令信號(hào)。使控制氣動(dòng)指行機(jī)構(gòu)的兩位五通電磁閥得電。閥芯開使旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位后，PLC得到開到位信號(hào)。同時(shí)送到DCS遠(yuǎn)程顯示閥門開到位。

（3） PLC得到開到位信號(hào)后。PLC延時(shí)10s，發(fā)出指令信號(hào)?？刂茪饽业膬晌蝗姶砰y得電。壓力開關(guān)大于設(shè)定值，向PLC發(fā)出壓力高信號(hào)。

3 常見故障分析

3.1 接線整體錯(cuò)位

庫頂切換閥由就地PLC遠(yuǎn)程DCS聯(lián)合控制，在所有相關(guān)線路全部接好，初步送電調(diào)試完成后，與工藝人員共同核對(duì)現(xiàn)場閥門動(dòng)作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)DCS遠(yuǎn)程操作后，庫頂切換閥動(dòng)作與料倉切換管線不對(duì)應(yīng)。出現(xiàn)問題后對(duì)此種故障原因進(jìn)行分析：儀表施工單位在接線過程中，工藝管線閥門位置沒有與工藝管道對(duì)應(yīng)上，造成閥門位置接線整體錯(cuò)位。

對(duì)庫頂切換閥就地PLC與遠(yuǎn)程DCS線路核查，在遠(yuǎn)程DCS控制柜內(nèi)調(diào)整線路，使庫頂切換閥線路與料倉切換管線對(duì)應(yīng)。

3.2 庫頂切換閥的兩位五通電磁閥，氣囊閥兩位三通電磁閥故障

電磁閥的故障將直接影響到切換閥的動(dòng)作，常見的故障有電磁閥不動(dòng)作，主要原因有：電磁閥接線頭松動(dòng)或線頭脫落，電磁閥不得電，可緊固線頭；電磁閥線圈燒壞，原因有線圈受潮，引起絕緣不好而漏磁，造成線圈內(nèi)電流過大而燒毀，可拆下電磁閥的接線，用萬用表測量，如果開路，則電磁閥燒壞；電磁閥卡?。宦?。 電磁閥出現(xiàn)故障后，選擇時(shí)機(jī)對(duì)電磁閥進(jìn)行更換。

3.3 DCS盤后、PLC就地控制柜、現(xiàn)場閥門接線端子松動(dòng)脫開，庫頂切換閥整個(gè)控制中任何一個(gè)接線端子松動(dòng)都會(huì)引起閥門故障

可采用排除法查出接線松動(dòng)端子處，先切斷氣囊閥兩位三通電磁閥保險(xiǎn)端子在PLC就地控制柜模擬DCS無源接點(diǎn)閉合信號(hào)，觀察切換閥動(dòng)作是否完全正常，如正常，可判斷DCS輸出端接線端子故障;如不正常，在就地PLC控制柜與現(xiàn)場切換閥之間查找故障原因。

3.4 氣源故障

現(xiàn)場切換閥兩位五通電磁閥氣源入口、出口、氣囊閥兩位三通電磁閥氣源入口、出口、氣源管、活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，只要在供氣環(huán)節(jié)有氣源斷開或泄露，都會(huì)引起切換閥不能正常切換。處理漏氣環(huán)節(jié)。

3.5 壓力開關(guān)故障

當(dāng)氣囊閥達(dá)到壓力上限，壓力開關(guān)會(huì)發(fā)出斷開信號(hào)，送至PLC進(jìn)行程序判斷，當(dāng)氣囊閥達(dá)到壓力下限，壓力開關(guān)會(huì)發(fā)出閉合信號(hào)，送至PLC進(jìn)行程序判斷。壓力開關(guān)故障會(huì)直接導(dǎo)致PLC程序無法往下運(yùn)行，切換閥無法正常工作。對(duì)壓力開關(guān)進(jìn)行更換處理。

3.6 氣囊閥密封圈漏氣

密封圈漏氣后，壓力開關(guān)始終檢測不到壓力高信號(hào)，無法發(fā)出斷開信號(hào)，氣囊閥密封圈漏氣也會(huì)直接導(dǎo)致PLC程序無法往下運(yùn)行，切換閥無法正常工作。更換破損的氣囊閥密封圈。

3.7 PLC程序故障

PLC程序異常會(huì)引起切換閥無法正常工作，PLC程序較穩(wěn)定，此故障很少出現(xiàn)。

3.8 雙動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障

雙動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障有轉(zhuǎn)動(dòng)部位卡住、氣缸漏氣等，主要方法是更換氣缸部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3.9 閥門本體故障

現(xiàn)在閥芯漏氣和卡住現(xiàn)象，要停止切換閥運(yùn)行進(jìn)行處理。

4 結(jié)論

切換閥切換正常是煤氣化灰?guī)煸O(shè)備安全生產(chǎn)的重要保障。因此，對(duì)灰?guī)旃芫€切換閥的運(yùn)行狀況，不斷探索和改進(jìn)故障處理方法。針對(duì)庫頂切換閥門出現(xiàn)問題的不同情況，要通過準(zhǔn)確判斷和分析，采取有效處理步驟。

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