定位器在調節(jié)型擋板風門作用

                              定位器在調節(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，現在介紹定位器在調節(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、煙系統上的重要設備，如送風機進口冷風、熱風調節(jié)檔板，六個二次風調節(jié)檔板，爐底注進風調節(jié)檔板、磨煤機熱風、冷風調節(jié)檔板、磨煤機旁路風調節(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，曾經給機組的安全穩(wěn)定運行構成不同程度的威脅，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長時間使用，工作穩(wěn)定，故障率底，調節(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電氣轉換器經常出現堵塞、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定位器改造成質量較可靠的雙端輸出氣源ABB定位器。

定位器在調節(jié)型擋板風門作用調節(jié)擋板風門用于煙風管路中作調節(jié)流量之用，當擋板在90°行程內開度變更時，通過管路中的工質流量也相應變更。上海申弘閥門風門調節(jié)特性優(yōu)良，轉動靈活。調節(jié)擋板風門主要用于煙氣脫硫系統的零泄漏關閉擋板門，能夠有效的隔絕介質。擋板門也稱為擋板風門，是在引進*技術并吸取了國內同類型產品設計和運行操作經驗的基礎上制作而成的。
擋板風門主要用于煙風管道系統中，作*截斷介質用，具有全開及99%全關功能，動作靈活，運行可靠，關閉后，能確保無介質泄露進入煙氣擋板后管道內。對于普通介質，可以采用碳鋼材料，對于腐蝕性介質，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不平衡力的影響，從而保證閥門按照調節(jié)器來的信號實現正確定位。 



下列情況下，要配定位器： 

1、介質壓力高、壓差大的時候; 

2、調節(jié)閥的口徑大時(DN>100); 

3、高溫或低溫調節(jié)閥; 

4、需要提高調節(jié)閥的動作速度時; 

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

6、用于分程控制時; 

7、使閥門實現反向動作時(氣關式和氣開式互相轉換); 

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)行機構或活塞執(zhí)行機構，要實現比例動作時; 

10、用電信號去操作氣動執(zhí)行機構時，必須配電-氣閥門定位器。 

電磁閥 

當系統需要實現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
a.產品型號：TG-W×H×L；
b.適用介質：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.調節(jié)性能：開度和流量呈線性調節(jié)；
f.驅動方式：通常為電動執(zhí)行機構；
g.電源和控制要求：可由用戶選定。


將F40定位器改造成質量較可靠的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定位器與現氣缸連接轉換接頭，再將ABB定位器通過轉換接頭安裝在現氣缸上，將氣源管路配接牢固，和機務重新定位調試。

1 F40型I/P電氣轉換器

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合起來，基本的型號為2線式儀器，一個產業(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，所用的常見功能均能夠實現：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；標準反饋系統使輸進信號與輸出的位移量之間呈線性關系，而且還內置了可選的設置，用于快速打開及等百分數設置；“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1000種不同形式，利用內置的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
本定位器可將氣動執(zhí)行機構定位于全開與全關之間的任何一點，執(zhí)行機構的位移與4～20mA的輸進信號成正比，因此可對執(zhí)行機構的位移進行的控制，執(zhí)行機構的位移由反饋電位計監(jiān)視，這些模擬信號被轉換為數字信號，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)行機構保持在現有位置，即保持在“設定點”上；當這兩個信號間出現差值時，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)行機構的位置發(fā)生變化，則產生一個新命令，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。

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)行機構開關數次，這樣就以機械方式設定了電位計的指示位置，執(zhí)行機構開關一次，這樣就確定零位及范圍的設置值，執(zhí)行機構開關一次，并停止于多個位置，這樣就檢查了一個行程所用的時間，并相應地設定了調節(jié)速度的門檻值，將執(zhí)行機構調節(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
海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,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，內部橡膠密封圈老化，控制輸出線性較差，氣室內部普遍存在漏氣、串氣現象，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)行機構動作不靈活，經常造成風門擋板失控，使被調工況超出答應范圍，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定位器與現氣缸連接轉換接頭，ABB定位器與轉換接頭裝配，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，單體調試，系統聯調，*調試達到工作要求。

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）檢查電氣轉換器各功能菜單顯示正常。檢查電氣轉換器各參數設置正確。切換至組態(tài)模式，修改組態(tài)參數。5）儀用氣源閥門打開，調整減壓閥壓力，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，檢查執(zhí)行機構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，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過4000步12位，20ms采樣的A／D轉換器進行處理，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整參數的自整定過程，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換器驅動氣動執(zhí)行機構，從CPU發(fā)出的定位電信號比例地轉換成氣信號，成比例地調節(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節(jié)，當到達設定定位值時，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電氣轉換器功能鍵
操縱鍵盤的優(yōu)化設計適用于就地組態(tài)，調校及監(jiān)測。同時．組態(tài)、操縱及監(jiān)測功能可以通過HART通訊協議與PC機連接，并由TZID-C內置通訊端口來完成：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，既可實現模擬及數字反饋功能。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，則已經過執(zhí)行器供貨商安裝調試完畢，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，角行程應用范圍在-570～+570之內，全行程角度應不小于250。

切換至參數配置菜單：參數配置共分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。

調節(jié)擋板風門的工作原理：擋板門為雙層葉片結構，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的目的。擋板的啟閉靠電動（或氣動）執(zhí)行器通過連桿機構來執(zhí)行，連桿機構為球關節(jié)，保證轉動無空行程。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)現異聲和其它不良現象應及時檢查,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；有些項中只有數值以供調整，如分程調節(jié)中給定信號為4～12 mA，則P2.0中的數值應設為4 mA，而P2.1中的數值應設為12 mA。如給定信號為4～12mA，則P2.0中的數值應設為12 mA，而P2.1中的數值應設為20mA。



圖7 配置菜單
同時按住↑和↓鍵，點擊ENTER鍵，等待3秒鐘，計數器從3計數到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動定位器的轉動軸，一般定位器的反饋桿角位移小于600，用于驅動直行程閥門氣動執(zhí)行器。

留意：進行自動調整之前，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，且線性化校正數據庫不同，可能導致較大的非線性誤差。

啟動自動調整程序(執(zhí)行器或閥門安裝于系統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秒直到計數器倒計數到0，松開ENTER鍵，自動調整程序開始運行(顯示器顯示正在進行的程序語句號)，自動調整程序順利結束后，顯示器顯示“COMPLETE”，在自動調整過程中假如碰到故障，程序將被迫終止并顯示出故障代碼，根據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整程序。

如有必要，進進“P1.2”調整控制偏差帶(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秒直到計數器倒計數結束后松開，前面所進行的設定和自動調整中所測得的參數將存儲在EEPROM中，定位器轉換到先前所選擇的運行級操縱模式。與本產品相關論文：活塞式壓縮機減壓閥