定位器在調(diào)節(jié)型擋板風門作用

                              定位器在調(diào)節(jié)型擋板風門作用

                                 上海申弘閥門有限公司

之前介紹先導活塞式減壓閥在達邦化工應用，現(xiàn)在介紹定位器在調(diào)節(jié)型擋板風門作用定位器的作用使風門、檔板按照運行職員的意愿動作，使被調(diào)對象達到要求的范圍，使設備達到安全運行。設計使用F40、F20的風門檔板都是風、煙系統(tǒng)上的重要設備，如送風機進口冷風、熱風調(diào)節(jié)檔板，六個二次風調(diào)節(jié)檔板，爐底注進風調(diào)節(jié)檔板、磨煤機熱風、冷風調(diào)節(jié)檔板、磨煤機旁路風調(diào)節(jié)檔板，這些設備運行狀況的好壞，涉及到重大輔機的保護、跳閘題目，使機組降出力，嚴重時使鍋爐燃燒不穩(wěn)定，導致鍋爐滅火，甚至毀壞設備。英巴公司對此題目也進行了表態(tài)，承認F40、F20定位器質(zhì)量不可靠。通過了解聊城電廠F40、F20定位器使用情況，和我廠情況一樣，故障率特別高，曾經(jīng)給機組的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成不同程度的威脅，聊城電廠已將F40、F20定位器全部更換成ABB定位器，效果有明顯改善，風門、檔板控制的工況更加穩(wěn)定，保證了機組的安全運行。因此為保證我廠機組的安全穩(wěn)定運行，將F40、F20定位器改造成質(zhì)量較可靠的雙端控制輸出氣源ABB定位器。ABB定位器在我廠的其它設備上已經(jīng)長時間使用，工作穩(wěn)定，故障率底，調(diào)節(jié)特性靈敏，深受電廠單位的青睞。

目前#4爐所用的F40和F20兩種類型的I/P電氣轉(zhuǎn)換器經(jīng)常出現(xiàn)堵塞、漏氣、反饋信號不可靠、線性不好等缺陷，使風門、檔板無法按照運行職員的意愿動作，使風門、檔板失控，導致風門、檔板要么拒動，要么全開全關，使被調(diào)工況超出答應范圍，直接威脅機組的安全運行，英巴公司對此題目表態(tài)，承認F40、F20定位器質(zhì)量不可靠，為保證機組的安全穩(wěn)定運行，將F40定位器改造成質(zhì)量較可靠的雙端輸出氣源ABB定位器。

定位器在調(diào)節(jié)型擋板風門作用調(diào)節(jié)擋板風門用于煙風管路中作調(diào)節(jié)流量之用，當擋板在90°行程內(nèi)開度變更時，通過管路中的工質(zhì)流量也相應變更。上海申弘閥門風門調(diào)節(jié)特性優(yōu)良，轉(zhuǎn)動靈活。調(diào)節(jié)擋板風門主要用于煙氣脫硫系統(tǒng)的零泄漏關閉擋板門，能夠有效的隔絕介質(zhì)。擋板門也稱為擋板風門，是在引進*技術并吸取了國內(nèi)同類型產(chǎn)品設計和運行操作經(jīng)驗的基礎上制作而成的。
擋板風門主要用于煙風管道系統(tǒng)中，作*截斷介質(zhì)用，具有全開及99%全關功能，動作靈活，運行可靠，關閉后，能確保無介質(zhì)泄露進入煙氣擋板后管道內(nèi)。對于普通介質(zhì)，可以采用碳鋼材料，對于腐蝕性介質(zhì)，采用鎳基合金材料。閥門定位器是氣動執(zhí)行器的主要附件，它與氣動執(zhí)行器配套使用，用來提高閥門的位置精度，克服閥桿摩擦力和介質(zhì)不平衡力的影響，從而保證閥門按照調(diào)節(jié)器來的信號實現(xiàn)正確定位。 



下列情況下，要配定位器： 

1、介質(zhì)壓力高、壓差大的時候; 

2、調(diào)節(jié)閥的口徑大時(DN>100); 

3、高溫或低溫調(diào)節(jié)閥; 

4、需要提高調(diào)節(jié)閥的動作速度時; 

5、用標準信號、操作非標準彈簧的執(zhí)行機構(gòu)時(20～100KPa以外的彈簧范圍); 

6、用于分程控制時; 

7、使閥門實現(xiàn)反向動作時(氣關式和氣開式互相轉(zhuǎn)換); 

8、需要改變閥的流量特性時(可以改變定位器凸輪); 

9、無彈簧執(zhí)行機構(gòu)或活塞執(zhí)行機構(gòu)，要實現(xiàn)比例動作時; 

10、用電信號去操作氣動執(zhí)行機構(gòu)時，必須配電-氣閥門定位器。 

電磁閥 

當系統(tǒng)需要實現(xiàn)程序控制或兩位控制時，需要配用電磁閥。選用電磁閥時，除要考慮交、直流電源及電壓、頻率外，必須注意電磁閥與調(diào)節(jié)閥作用型式的關系，可配用“常開型”或“常閉型”。 
擋板風門技術參數(shù)
a.產(chǎn)品型號：TG-W×H×L；
b.適用介質(zhì)：冷、熱風、煙氣或含粉乏氣；
c.設計耐溫：≤400℃；
d.設計承壓能力：0.35MPa;
e.調(diào)節(jié)性能：開度和流量呈線性調(diào)節(jié)；
f.驅(qū)動方式：通常為電動執(zhí)行機構(gòu)；
g.電源和控制要求：可由用戶選定。


將F40定位器改造成質(zhì)量較可靠的ABB定位器，使風門、檔板按照運行職員的意愿動作，使被調(diào)對象達到要求的范圍，使設備達到安全運行。F40改造成ABB定位器，只需加工ABB定位器與現(xiàn)氣缸連接轉(zhuǎn)換接頭，再將ABB定位器通過轉(zhuǎn)換接頭安裝在現(xiàn)氣缸上，將氣源管路配接牢固，和機務重新定位調(diào)試。

1 F40型I/P電氣轉(zhuǎn)換器

F40型定位器是通過將微處理器技術與氣動控制裝置電氣接口有機結(jié)合起來，基本的型號為2線式儀器，一個產(chǎn)業(yè)標準的20mA信號既用作控制信號，又用作電子線路的電源，通過插接接頭可進行連接，微處理器的采用使設置操縱變得非常簡單、迅速。自動初始化程序自動設置基本功能（如零位、范圍、速度、靈敏度），所有操縱只需要按按鈕就可完成，如圖1所示。



圖1 F40操縱面板及菜單切換
假如執(zhí)行機構(gòu)具有60°或90°或180°的行程，則定位器將自動將其范圍設定為該行程。由于具有自動性能監(jiān)視功能，因此，即使在工藝條件變化很大時也能確保性能；對于單作用或雙作用執(zhí)行機構(gòu)，所用的常見功能均能夠?qū)崿F(xiàn)：分程操縱、反作用操縱等。有兩種基本類型，一種為角行程定位器，另一種為直行程定位器，兩者間的主要不同在于安裝方法及機械行程，兩種類型均可用于雙作用及彈簧復位執(zhí)行機構(gòu)；標準反饋系統(tǒng)使輸進信號與輸出的位移量之間呈線性關系，而且還內(nèi)置了可選的設置，用于快速打開及等百分數(shù)設置；“用戶自定義曲線”選項可在基本控制特性曲線的基礎上實現(xiàn)1000種不同形式，利用內(nèi)置的5按鈕鍵盤及LCD顯示器，可方便進行復位及重新設置，基本功能及用戶作出的設置均存儲在可擦寫編程只讀存儲器EPROM中，因此即使在信號失靈后，原設置仍保持不變。



圖2 F40型雙輸出執(zhí)行機構(gòu)
本定位器可將氣動執(zhí)行機構(gòu)定位于全開與全關之間的任何一點，執(zhí)行機構(gòu)的位移與4～20mA的輸進信號成正比，因此可對執(zhí)行機構(gòu)的位移進行的控制，執(zhí)行機構(gòu)的位移由反饋電位計監(jiān)視，這些模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以使之能夠被定位器主板上的微處理器所利用，在正常運行過程中，控制電路的比較器邏輯部分對這兩個信號進行連續(xù)地比較，只要這兩個信號相等，就沒有輸出信號，執(zhí)行機構(gòu)保持在現(xiàn)有位置，即保持在“設定點”上；當這兩個信號間出現(xiàn)差值時，定位器將向氣動控制閥中的一個或另外一個發(fā)送一命令，使其向新的設定點移動，當達到新的設定點時，發(fā)送至氣動控制閥中的信號終止，而執(zhí)行機構(gòu)停留在該位置上，假如輸進的mA信號發(fā)生變化或執(zhí)行機構(gòu)的位置發(fā)生變化，則產(chǎn)生一個新命令，并保持該命令，直到達到新的設定點為止，氣動控制閥中裝有一些電氣控制元件，這些元件提供了高靈敏度的電/氣動接口，這些接口決定了系統(tǒng)的精度，定位器向設定點移動的速度決定于它必須移動的間隔，假如位置變化較大，則初的移動速度較大，當離設定點較近時，氣動裝置的工作方式被切換為脈動方式，脈動方式逐步使執(zhí)行機構(gòu)的移動速度減小，并*停止于設定位置上，這種方式既可保證的*位置，又不會引起過調(diào)。

2 初始化程序

初始化定位器時，只需接上mA信號，然后按初始化按鈕INIT，所有的其他操縱將由F40自動進行，在初始化過程中，定位器進行一系列的操縱周期，并對多種基本功能（如零位、范圍、速度、靈敏度）進行電氣設置。

將定位器安裝到執(zhí)行機構(gòu)上，并連接供氣管路，接上mA信號，將它設定為20mA，按“+”或“-”鍵，顯示mA輸進信號值，假如LCD控制板顯示20mA，則進進第4步，假如顯示的值不對，則檢查mA信號及其連接方式是否正確，按“INIT”鍵，定位器將執(zhí)行其初始化程序，首先按照下列方式確立其缺省設置值，然后，確立其診斷設置值，程序進行過程中，LCD將顯示其狀態(tài)。



圖3 初始化自整定
執(zhí)行機構(gòu)開關數(shù)次，這樣就以機械方式設定了電位計的指示位置，執(zhí)行機構(gòu)開關一次，這樣就確定零位及范圍的設置值，執(zhí)行機構(gòu)開關一次，并停止于多個位置，這樣就檢查了一個行程所用的時間，并相應地設定了調(diào)節(jié)速度的門檻值，將執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)至中間位置，并前后移動，進行幾個較短的行程，這樣就使當前應用條件下的死區(qū)值得以*化。



圖4 F40參數(shù)
海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥成功地完成上述步驟后，定位器切換至“運行模式”并處于預備停當狀態(tài)，此時，可以斷開mA信號，重新接上mA信號后，無須再初始化就可直接使用。

3 存在題目原因

原F40型定位器性能差，壽命短，內(nèi)部橡膠密封圈老化，控制輸出線性較差，氣室內(nèi)部普遍存在漏氣、串氣現(xiàn)象，且控制輸出氣孔較小，極易堵塞，造成控制輸出氣源不穩(wěn)定，執(zhí)行機構(gòu)動作不靈活，經(jīng)常造成風門擋板失控，使被調(diào)工況超出答應范圍，影響機組的安全運行。

4 定位器更換技術

拆除原來的F40定位器，加工ABB定位器與現(xiàn)氣缸連接轉(zhuǎn)換接頭，ABB定位器與轉(zhuǎn)換接頭裝配，ABB定位器安裝到氣缸上，重新進行管路配接、接線，ABB定位器送電，機務定位風門擋板開度位置，單體調(diào)試，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，*調(diào)試達到工作要求。

1）定位器配件齊全，安裝固定牢固，無松動現(xiàn)象，定位器和氣缸連接無空行程。2）定位器接線要正確，氣源管路連接正確，定位器控制氣源管路各接口要纏繞生料帶。3）擋板或閥門的全開和全關定位要和機務、運行職員一塊進行，確保定位正確。4）檢查電氣轉(zhuǎn)換器各功能菜單顯示正常。檢查電氣轉(zhuǎn)換器各參數(shù)設置正確。切換至組態(tài)模式，修改組態(tài)參數(shù)。5）儀用氣源閥門打開，調(diào)整減壓閥壓力，負氣源壓力符合要求，對失氣后保位手柄進行復位。6）ABB定位器進行自動整定。滿足擋板全開全關旋轉(zhuǎn)角度的條件。滿足4～20MA輸進信號和擋板開關方向的對應關系在定位器更換前后一致，零點、量程和閥門實際開度一致。7）通過就地操縱面板或手掄操縱執(zhí)行機構(gòu)，檢查執(zhí)行機構(gòu)和擋板或閥門動作情況，執(zhí)行器動作靈活無卡澀。8）通過CRT遠方操縱執(zhí)行機構(gòu)，核實開關方向、閥位反饋和擋板或閥門動作情況應一致。9）系統(tǒng)靜態(tài)閉環(huán)試驗，保證控制軟件的正確性。
表1



5TZID-C型I/P電氣轉(zhuǎn)換器

TZID-C型定位器核心是微控制處理器CPU，所有程序的處理運算皆在此。輸進信號及位置反饋經(jīng)過4000步12位，20ms采樣的A／D轉(zhuǎn)換器進行處理，從而保證了信號處理的精度及快速性，CPU的供電直接取自輸進信號，操縱程序包括用于自動調(diào)整參數(shù)的自整定過程，及自適應控制程序，用于定位的優(yōu)化控制操縱，通過帶三位三通放大器的電氣轉(zhuǎn)換器驅(qū)動氣動執(zhí)行機構(gòu)，從CPU發(fā)出的定位電信號比例地轉(zhuǎn)換成氣信號，成比例地調(diào)節(jié)3／3氣動開關，氣體從定位器輸出至氣動執(zhí)行器及氣體的排放均成比例地調(diào)節(jié)，當?shù)竭_設定定位值時，3／3氣動開關鎖定在中間狀態(tài)；TZID-C定位器配有的操縱面板，包括兩排LCD顯示器和4個按鍵，如圖5。

圖5 TZID-C型I/P電氣轉(zhuǎn)換器功能鍵
操縱鍵盤的優(yōu)化設計適用于就地組態(tài)，調(diào)校及監(jiān)測。同時．組態(tài)、操縱及監(jiān)測功能可以通過HART通訊協(xié)議與PC機連接，并由TZID-C內(nèi)置通訊端口來完成：還可以通過FSK-Modem在4～20mA信號線的任意點接進進行通訊。采用模塊化的設計，任何附加功能可以在基本模件的基礎上隨意擴展。只要插進相應的模件，既可實現(xiàn)模擬及數(shù)字反饋功能。也可以選裝限位開關(微動開關)及機械指示。



圖6 TZID-C功能原理
5.1 調(diào)試方法

接通氣源，檢查減壓閥后壓力是否符合執(zhí)行器的銘牌參數(shù)要求(定位器的大供氣壓力為7BAR，但實際供氣壓力必須參考執(zhí)行器所容許的大氣源壓力)，接通4～20mA輸進信號。(定位器的工作電源取自輸進信口，由DCS二線制供電，不能將24VDC直接加至定位器，否則有可能損壞定位器電路)。

根據(jù)下列接線端子圖以及設計要求進行相應的配線(一般只需+ll，-12，+3l，-32)
表2

檢查位置反饋桿的安裝角度(如定位器與執(zhí)行器整體供貨，則已經(jīng)過執(zhí)行器供貨商安裝調(diào)試完畢，只需作檢查確認，該步并非必須)：按住MODE鍵，并同時點擊 或 鍵，直到操縱模式代碼1.3顯示出來，松開MODE鍵，使用 或 鍵操縱，使執(zhí)行器分別運行到兩個終端位置，記錄兩終端角度，兩個角度應符合下列角度范圍(小角位移20度，無需嚴格對稱)，直行程應用范圍在-280～+280之內(nèi)，角行程應用范圍在-570～+570之內(nèi)，全行程角度應不小于250。

切換至參數(shù)配置菜單：參數(shù)配置共分11組，則P1._，P2._…P11._(P為PARAMETER首字母)表示，而每一組又分若干項，如P1._分P1.0，P1.1，…P1.4共5項， P2._分P2.0，P2.1，…P2.7共8項。

調(diào)節(jié)擋板風門的工作原理：擋板門為雙層葉片結(jié)構(gòu)，每個擋板葉片四周設有不銹鋼密封片。當擋板門關閉時，在雙層葉片間注入密封空氣，以達到有效隔絕前后介質(zhì)的目的。擋板的啟閉靠電動（或氣動）執(zhí)行器通過連桿機構(gòu)來執(zhí)行，連桿機構(gòu)為球關節(jié)，保證轉(zhuǎn)動無空行程。設有開關定位連鎖裝置及外接位行程開關，保證動作的可靠和有效預防誤操作。



調(diào)節(jié)擋板風門設備的維護和保養(yǎng)
1、擋板門軸承在*次加注黃油后，可以不再加油,因為軸承為自潤滑軸承。
2、電動執(zhí)行器應按電動執(zhí)行器廠家提供的樣本要求定期加潤滑油。
3、擋板門發(fā)現(xiàn)異聲和其它不良現(xiàn)象應及時檢查,必要時可以通知我方來人處理。
4、擋板門關閉狀態(tài)時，為防誤操作應加鎖定銷，但千萬別忘在開門前把鎖定銷拔出，出廠時處于鎖定狀態(tài)（每臺兩個鎖定銷）。
5、定期檢查外接行程開關是否正常。

有些項中又可分若干分項以供選擇，如P1.0中可選擇LINEAR用于直行程執(zhí)行器，選擇ROTORY用于角行程執(zhí)行器。又如P1.4 EXIT中可選擇NV—SAVE（Non-Volatile save）存盤退出或CANCEL不存盤退出；有些項中只有數(shù)值以供調(diào)整，如分程調(diào)節(jié)中給定信號為4～12 mA，則P2.0中的數(shù)值應設為4 mA，而P2.1中的數(shù)值應設為12 mA。如給定信號為4～12mA，則P2.0中的數(shù)值應設為12 mA，而P2.1中的數(shù)值應設為20mA。



圖7 配置菜單
同時按住↑和↓鍵，點擊ENTER鍵，等待3秒鐘，計數(shù)器從3計數(shù)到0，松開↑和↓鍵，程序自動進進P1.O配置菜單。再選擇定位器安裝形式為直行程或角行程。

角行程安裝形式：定位器沒有反饋桿，其反饋軸與執(zhí)行器角位移輸出軸同軸心，一般角位移為900；直行程安裝形式：定位器必須通過反饋桿驅(qū)動定位器的轉(zhuǎn)動軸，一般定位器的反饋桿角位移小于600，用于驅(qū)動直行程閥門氣動執(zhí)行器。

留意：進行自動調(diào)整之前，請確認實際安裝形式是否與定位器菜單所選形式相符，由于自動調(diào)整過程中定位器對執(zhí)行器行程終真?zhèn)€定義方法不同，且線性化校正數(shù)據(jù)庫不同，可能導致較大的非線性誤差。

啟動自動調(diào)整程序(執(zhí)行器或閥門安裝于系統(tǒng)后通過此程序重新整定)：按住MODE鍵，點擊鍵↑一次或多次，直到顯示出“P1.1”，松開MODE鍵，按住ENTER鍵3秒直到計數(shù)器倒計數(shù)到0，松開ENTER鍵，自動調(diào)整程序開始運行(顯示器顯示正在進行的程序語句號)，自動調(diào)整程序順利結(jié)束后，顯示器顯示“COMPLETE”，在自動調(diào)整過程中假如碰到故障，程序?qū)⒈黄冉K止并顯示出故障代碼，根據(jù)故障代碼即可榆查出故障原因。也可以人為地強制中斷自動調(diào)整程序。

如有必要，進進“P1.2”調(diào)整控制偏差帶(或稱死區(qū))，進進“P1.3”測試設定效果。存儲設定結(jié)果：按住MODE鍵，點擊↑鍵一次或多次，直到顯示出“P1.4” ，松開MODE鍵，用 或 鍵選擇NV_SAVE(若選擇‘CANCEL’，此前所作修改將不予存儲)，按住ENTER鍵3秒直到計數(shù)器倒計數(shù)結(jié)束后松開，前面所進行的設定和自動調(diào)整中所測得的參數(shù)將存儲在EEPROM中，定位器轉(zhuǎn)換到先前所選擇的運行級操縱模式。與本產(chǎn)品相關論文：活塞式壓縮機減壓閥