莫克威爾德ＲＺＤ控制閥在西氣東輸?shù)膽?yīng)用

屠明剛　高　峰

摘要：莫克威爾德閥門(mén)公司 RZD 控制閥的控制方式是軸流式活塞型控制閥，專門(mén)用于控制流量和壓力，在西氣東輸分輸場(chǎng)站上起著控制天然氣壓力和流量的的作用，通過(guò)對(duì)控制閥的結(jié)構(gòu)、特性的充分闡述，以及對(duì)RZD控制閥典型控制的充分分析，論述RZD控制閥在西氣東輸?shù)木唧w應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RZD控制閥；結(jié)構(gòu)；特性；典型控制；應(yīng)用

1 莫克威爾德RZD 控制閥在西氣東輸上用途描述

西氣東輸天然氣分輸場(chǎng)站采用德國(guó)RMG安全截?cái)嚅y、RMG調(diào)節(jié)閥和荷蘭莫克威爾德控制閥相配合的壓力和流量控制

方式，依據(jù)下游天然氣工業(yè)和城市用氣量的多少來(lái)進(jìn)行調(diào)壓和流量的調(diào)節(jié)。了解莫克威爾德閥門(mén)RZD 控制閥的結(jié)構(gòu)、典型控制，對(duì)日常維護(hù)、常見(jiàn)故障的分析與解決起到?jīng)Q定性的作用。

莫克威爾德RZD控制閥主要特性如下：

1.1非常好的流體分布

控制閥閥體的形狀可以使流體非常容易的通過(guò)，同時(shí)可使流體在閥門(mén)內(nèi)部徑向均勻分布，從而最大限度的減少紊流和噪音。

1.2密封性好

主密封包括一個(gè)梯形的軟密封環(huán)，這種特殊的結(jié)構(gòu)可以使密封圈在流體壓力下被壓緊，從而達(dá)到密封的效果。

1.3控制流體

閥門(mén)的機(jī)械部分包括帶孔的圓筒（籠套），及中空的活塞，活塞可以左右移動(dòng)，活塞在籠套中的位置，以及籠套上孔的不同形狀和 大小決定了多少流體可以通過(guò)控制閥。

1.4 快速關(guān)閉

控制閥的機(jī)械結(jié)構(gòu)使得活塞在移動(dòng)時(shí)基本上不受閥門(mén)前后壓差的阻力，這樣，就可以用相對(duì)小和快速的執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作閥門(mén)。

1.5動(dòng)作

在活塞上安裝有活塞桿，活塞桿上有 45° 角的嚙齒，活塞桿由有相同嚙齒的閥桿操作。當(dāng)閥桿向上移動(dòng)時(shí)，活塞向后移動(dòng)，閥門(mén)開(kāi)啟。

2 莫克威爾德RZD 控制閥的結(jié)構(gòu)

莫克威爾德RZD控制閥主要由多孔龍?zhí)住⒒钊⒒钊麠U、45° 角的嚙齒傳動(dòng)桿、閥體組成。

3 西氣東輸?shù)湫偷目刂葡到y(tǒng)

3.1 就地手動(dòng)操作

3.2 遠(yuǎn)程雙向電動(dòng)控制，在西氣東輸主要是電動(dòng)控制操作也就是PID控制。

西氣東輸管道公司分輸場(chǎng)站中莫克威爾德RZD控制閥的PID調(diào)節(jié)采用壓力和流量共同調(diào)節(jié)，壓力為主調(diào)，而流量參與保護(hù)調(diào)節(jié)。正常情況下，PID的功能是維持下游壓力保持在設(shè)定值的周?chē)?dāng)下游用氣量不斷增大時(shí)，壓力逐漸減小，閥門(mén)開(kāi)度逐漸增大，流量逐步上升，當(dāng)流量超過(guò)流量計(jì)算機(jī)的額定流量的時(shí)候，切換到流量保護(hù)調(diào)節(jié)，在PID的調(diào)節(jié)中，流量調(diào)節(jié)的速度比較快，這樣能確保很快將流量降下來(lái)，達(dá)到保護(hù)的目的。當(dāng)流量低于流量設(shè)定值時(shí)，再切換回壓力調(diào)節(jié)。

分輸場(chǎng)站調(diào)壓系統(tǒng)為每個(gè)回路都設(shè)定了三級(jí)調(diào)壓功能，第一級(jí)是安全切斷閥，這里的設(shè)定壓力最高，第二級(jí)是自力式調(diào)節(jié)閥，設(shè)定壓力次之，第三級(jí)是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，設(shè)定壓力最低。

這樣的控制在各種情況之間進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)的切換，在PLC的程序中設(shè)置了要求，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓力設(shè)定值與測(cè)量值的差值大于0.2Mpa，不能從軟件手動(dòng)切換到軟件自動(dòng)狀態(tài)，如果不加以限制，一旦切換后會(huì)造成很大的波動(dòng)，將出現(xiàn)阻尼現(xiàn)象。如果在操作的過(guò)程中無(wú)法切換到軟件自動(dòng)，應(yīng)該考慮這個(gè)方面的問(wèn)題。

現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥處于就地控制，PLC也鎖住了從軟件手動(dòng)切換到軟件自動(dòng)的功能，且這時(shí)的強(qiáng)制輸出一直跟蹤現(xiàn)場(chǎng)閥位反饋，就是防止現(xiàn)場(chǎng)切換到遠(yuǎn)控后，PID的輸出和現(xiàn)場(chǎng)閥位的反饋不一致引起下游波動(dòng)，所以這種情況下，強(qiáng)制輸出是沒(méi)有用的。這也確保了現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)閥從就地切換到遠(yuǎn)控的無(wú)擾動(dòng)切換。

當(dāng)流量超過(guò)設(shè)定值時(shí)，即便之前PID是在軟件手動(dòng)調(diào)節(jié)，也馬上會(huì)切換到軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)，因?yàn)椴磺袚Q到軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)就達(dá)不到保護(hù)的目的。但是這種切換只觸發(fā)一次，如果人為干預(yù)切換到手動(dòng)，那么PID不會(huì)再切換到自動(dòng)去，但是每次流量從低于設(shè)定值到高于設(shè)定值都會(huì)自動(dòng)切換一次。還有如果PID處于硬件手動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)從就地切換到遠(yuǎn)控也不會(huì)關(guān)閥，這兩種情況是不一樣的。

為了在硬件手動(dòng)切換到硬件自動(dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，在硬件手動(dòng)的過(guò)程中，PID是切換不到軟件自動(dòng)的，而且閥位設(shè)定值一直跟蹤現(xiàn)場(chǎng)反饋的閥位測(cè)量值。

為了從軟件自動(dòng)切換到軟件手動(dòng)的過(guò)程中不出現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，當(dāng)PID處于軟件自動(dòng)的時(shí)候，閥位強(qiáng)制輸出開(kāi)度一直跟蹤現(xiàn)場(chǎng)閥位反饋值，這樣就避免了從軟件自動(dòng)切換到軟件手動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制輸出閥位與現(xiàn)場(chǎng)反饋閥位不一致而導(dǎo)致的波動(dòng)。

根據(jù)以上的控制原理，在操作的過(guò)程中要注意設(shè)定壓力、測(cè)量壓力、流量設(shè)定值、硬件手/自動(dòng)、故障狀態(tài)、軟件手/自動(dòng)之間的關(guān)系，邏輯的測(cè)試是很成熟的，達(dá)到了方便操作利用的優(yōu)點(diǎn)。

在限流MIN中輸入目前生產(chǎn)運(yùn)行條件下，閥門(mén)的最小開(kāi)度，然后確定；在限流MAX中輸入目前生產(chǎn)運(yùn)行條件下，閥門(mén)不能超過(guò)的最大開(kāi)度，然后確定。

計(jì)量人員只需設(shè)定瞬時(shí)流量的設(shè)定值，該設(shè)定值根據(jù)下面這個(gè)原則來(lái)設(shè)定：設(shè)定值應(yīng)該設(shè)定在不超過(guò)流量計(jì)的額定流量范圍內(nèi)，此處的設(shè)定值是標(biāo)況下的瞬時(shí)流量。

4 日常檢查保養(yǎng)及檢修

4.1 維護(hù)和檢修

定期的維護(hù)能夠延長(zhǎng)閥門(mén)的使用壽命。對(duì)閥門(mén)具體檢查的周期為：

每一個(gè)月進(jìn)行一次外部檢查，檢查閥體涂層是否損壞，螺栓是否固定如有修補(bǔ)緊固處理。每五年進(jìn)行一次全面檢修。檢查是否有氣體、液體或潤(rùn)滑油從壓力泄放閥中泄漏。如果有，說(shuō)明活塞桿的密封圈有損壞。在緊急情況下，可對(duì)壓力泄放閥泄漏做如下處理：打開(kāi)壓力泄放閥的鉛封，向里擰緊螺釘以關(guān)閉壓力泄放閥。（1指壓力泄放閥、2指鉛封、3指擰緊螺釘關(guān)閉閥門(mén)）

4.2 五年檢修

每五年要對(duì)閥門(mén)內(nèi)部進(jìn)行一次檢修，在對(duì)閥門(mén)內(nèi)部進(jìn)行檢修時(shí)，必須將閥門(mén)從管道上拆除，清潔閥門(mén)，去除雜物，檢查閥體內(nèi)表面，確保其沒(méi)有破壞，或者內(nèi)部涂層沒(méi)有破壞，檢查零部件表面是否有損壞或腐蝕，如有更換備件。

5 故障處理指南(見(jiàn)表1)

結(jié)論：西氣東輸工作人員在處理莫克威爾德RZD 控制閥故障的過(guò)程中，受到Mokveld代理商的大力支持，并給予技術(shù)指導(dǎo)，保證西氣東輸管道的平穩(wěn)安全運(yùn)行。本文介紹的典型控制，維護(hù)、保養(yǎng)、故障的處理方法是對(duì)莫克威爾德RZD 控制閥較為系統(tǒng)的描述。并對(duì)日常生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1]Mokveld公司RZD控制閥用戶手冊(cè)