FISHER氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試分析

（中國石油西氣東輸管道公司，寧夏 銀川 750000）

FISHER氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試分析

王 坤 何曉瓊

（中國石油西氣東輸管道公司，寧夏 銀川 750000）

隨著管道建設(shè)的發(fā)展，氣動執(zhí)行機構(gòu)的應(yīng)用也越來越普遍。其中FISHER氣動執(zhí)行機構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。因此有必要對其工作原理進行研究，使得管道運行人員能夠更好的調(diào)試維護此類設(shè)備。

氣動放大器；排氣放大器；動作特性；穩(wěn)態(tài)；超調(diào)量；響應(yīng)時間

1 FISHER閥門氣動執(zhí)行機構(gòu)典型結(jié)構(gòu)

FISHER閥門氣動執(zhí)行機構(gòu)主要由閥位控制器、過濾調(diào)壓閥、氣動放大器、排氣放大器和旁通針型閥等部件組成。其中閥位控制器用于接收控制系統(tǒng)傳來的信號，并將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘枺贿^濾調(diào)壓閥用于設(shè)定氣動執(zhí)行機構(gòu)儀表風(fēng)氣源的基準(zhǔn)壓力；氣動放大器將來自于閥位控制器的微小壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的壓力輸出；排氣放大器和旁通針型閥則共同控制氣動執(zhí)行機構(gòu)的排氣量，以實現(xiàn)閥門的快速開關(guān)。

2 執(zhí)行機構(gòu)各部件的調(diào)試

雖然從大體結(jié)構(gòu)上我們能夠理解執(zhí)行機構(gòu)的工作原理，但是在實際工作中如果遇到執(zhí)行機構(gòu)故障或新設(shè)備調(diào)試等情況，僅掌握其基本原理是不夠的，還需深入探究執(zhí)行機構(gòu)各部件的工作方式，以下就對該型氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試進行相應(yīng)的分析。

某干線壓氣站壓縮機防喘閥氣動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生儀表風(fēng)泄漏事件，運行人員檢查后更換了執(zhí)行機構(gòu)上氣動放大器、過濾調(diào)壓閥等部件，準(zhǔn)備對執(zhí)行機構(gòu)進行重新設(shè)定。首先是設(shè)置執(zhí)行機構(gòu)的儀表風(fēng)氣源基準(zhǔn)壓力，壓力大小主要取決于閥門直徑和閥門動作速度，通常大口徑閥門或者速動閥門需要較高的基準(zhǔn)氣源壓力，反之亦然。基準(zhǔn)壓力設(shè)定可通過過濾調(diào)壓閥上的調(diào)節(jié)螺母，設(shè)定至滿足現(xiàn)場工藝要求。在完成基準(zhǔn)壓力設(shè)定后，接通儀表風(fēng)氣源，通過機組控制系統(tǒng)，驗證閥門動作特性，發(fā)現(xiàn)閥門位置反饋呈現(xiàn)震蕩狀，不能收斂至穩(wěn)態(tài)，現(xiàn)場閥門頻繁動作無法到達命令值開度，如圖1所示。

結(jié)合趨勢記錄和現(xiàn)場閥門狀態(tài)，可以判斷出執(zhí)行機構(gòu)的壓力輸出信號過大，導(dǎo)致閥門位置偏差滯后，排氣放大器泄放多余壓力，使得閥門位置在穩(wěn)態(tài)附近呈現(xiàn)振蕩趨勢。而在整個氣動執(zhí)行機構(gòu)的PI控制中，氣動放大器可以控制輸出壓力信號的大小，減小穩(wěn)態(tài)誤差，對于整個系統(tǒng)起到明顯的積分效應(yīng)。因此可通過對氣動放大器的限定螺母調(diào)整，適當(dāng)減小壓力輸出，使閥門動作位置進入穩(wěn)態(tài)。

當(dāng)閥位能夠穩(wěn)定在命令值開度后，下一步就應(yīng)考慮閥門動作特性中的響應(yīng)時間和超調(diào)量。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，該防喘閥（失氣開閥）在關(guān)閉時動作特性較好，說明過濾調(diào)壓閥的基準(zhǔn)壓力值設(shè)定合理。但在防喘閥打開過程中超調(diào)量明顯較大，動作特性較差。原因在于防喘閥打開時排氣放大器排氣量過大，造成閥門失位。根據(jù)FISHER氣動執(zhí)行機構(gòu)工作原理，應(yīng)適增大旁通針型閥的開度，減少排氣量。而旁通針型閥開度過大又會造成開閥響應(yīng)時間過長，不利于機組的防喘振保護。因此在面對此類情況時，不能過度追求單一性能指標(biāo)，而應(yīng)同時考慮使響應(yīng)時間和超調(diào)量都處在可接受的范圍內(nèi)?，F(xiàn)場通過適當(dāng)打開旁通針型閥，最終得到了一個較好的動作特性曲線，如圖2所示。

結(jié)語

圖1 閥門命令-反饋動作特性曲線

圖2 閥門命令-反饋動作特性曲線

隨著管道系統(tǒng)自動化程度的日漸提高，各類先進的氣動執(zhí)行機構(gòu)將被大規(guī)模應(yīng)用，掌握氣動執(zhí)行機構(gòu)的維修和調(diào)試，將成為現(xiàn)代輸氣工必不可少的能力。本文通過原理分析和實例講解，直觀的描述了FISHER氣動執(zhí)行機構(gòu)各部件的工作原理，及其對閥門動作特性的影響，并展示了該型氣動執(zhí)行機構(gòu)的基本調(diào)試方法，可幫助管道運行人員掌握此類設(shè)備。

[1]GEPS Oil & Gas．指導(dǎo)、操作機維護手冊（PCL804N）[M]．佛羅倫薩：Nuovo Pignone，2010．

[2]GEPS Oil & Gas．技術(shù)說明，運行及維修手冊（（LM2500+HSPT）[M]．佛羅倫薩：Nuovo Pignone，2010．

TH134

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