FISHER氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試分析

（中國(guó)石油西氣東輸管道公司，寧夏 銀川 750000）

FISHER氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試分析

王 坤 何曉瓊

（中國(guó)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。其中FISHER氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。因此有必要對(duì)其工作原理進(jìn)行研究，使得管道運(yùn)行人員能夠更好的調(diào)試維護(hù)此類設(shè)備。

氣動(dòng)放大器；排氣放大器；動(dòng)作特性；穩(wěn)態(tài)；超調(diào)量；響應(yīng)時(shí)間

1 FISHER閥門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)

FISHER閥門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由閥位控制器、過(guò)濾調(diào)壓閥、氣動(dòng)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(lái)的信號(hào)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘?hào)；過(guò)濾調(diào)壓閥用于設(shè)定氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)儀表風(fēng)氣源的基準(zhǔn)壓力；氣動(dòng)放大器將來(lái)自于閥位控制器的微小壓力信號(hào)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排氣量，以實(shí)現(xiàn)閥門的快速開(kāi)關(guān)。

2 執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)的工作原理，但是在實(shí)際工作中如果遇到執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)各部件的工作方式，以下就對(duì)該型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試進(jìn)行相應(yīng)的分析。

某干線壓氣站壓縮機(jī)防喘閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生儀表風(fēng)泄漏事件，運(yùn)行人員檢查后更換了執(zhí)行機(jī)構(gòu)上氣動(dòng)放大器、過(guò)濾調(diào)壓閥等部件，準(zhǔn)備對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)定。首先是設(shè)置執(zhí)行機(jī)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(dòng)作速度，通常大口徑閥門或者速動(dòng)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(guò)過(guò)濾調(diào)壓閥上的調(diào)節(jié)螺母，設(shè)定至滿足現(xiàn)場(chǎng)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(guò)機(jī)組控制系統(tǒng)，驗(yàn)證閥門動(dòng)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(chǎng)閥門頻繁動(dòng)作無(wú)法到達(dá)命令值開(kāi)度，如圖1所示。

結(jié)合趨勢(shì)記錄和現(xiàn)場(chǎng)閥門狀態(tài)，可以判斷出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力輸出信號(hào)過(guò)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(shì)。而在整個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的PI控制中，氣動(dòng)放大器可以控制輸出壓力信號(hào)的大小，減小穩(wěn)態(tài)誤差，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)起到明顯的積分效應(yīng)。因此可通過(guò)對(duì)氣動(dòng)放大器的限定螺母調(diào)整，適當(dāng)減小壓力輸出，使閥門動(dòng)作位置進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。

當(dāng)閥位能夠穩(wěn)定在命令值開(kāi)度后，下一步就應(yīng)考慮閥門動(dòng)作特性中的響應(yīng)時(shí)間和超調(diào)量。調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該防喘閥（失氣開(kāi)閥）在關(guān)閉時(shí)動(dòng)作特性較好，說(shuō)明過(guò)濾調(diào)壓閥的基準(zhǔn)壓力值設(shè)定合理。但在防喘閥打開(kāi)過(guò)程中超調(diào)量明顯較大，動(dòng)作特性較差。原因在于防喘閥打開(kāi)時(shí)排氣放大器排氣量過(guò)大，造成閥門失位。根據(jù)FISHER氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理，應(yīng)適增大旁通針型閥的開(kāi)度，減少排氣量。而旁通針型閥開(kāi)度過(guò)大又會(huì)造成開(kāi)閥響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不利于機(jī)組的防喘振保護(hù)。因此在面對(duì)此類情況時(shí)，不能過(guò)度追求單一性能指標(biāo)，而應(yīng)同時(shí)考慮使響應(yīng)時(shí)間和超調(diào)量都處在可接受的范圍內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)適當(dāng)打開(kāi)旁通針型閥，最終得到了一個(gè)較好的動(dòng)作特性曲線，如圖2所示。

結(jié)語(yǔ)

圖1 閥門命令-反饋動(dòng)作特性曲線

圖2 閥門命令-反饋動(dòng)作特性曲線

隨著管道系統(tǒng)自動(dòng)化程度的日漸提高，各類先進(jìn)的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將被大規(guī)模應(yīng)用，掌握氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(guò)原理分析和實(shí)例講解，直觀的描述了FISHER氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件的工作原理，及其對(duì)閥門動(dòng)作特性的影響，并展示了該型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本調(diào)試方法，可幫助管道運(yùn)行人員掌握此類設(shè)備。

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

[2]GEPS Oil & Gas．技術(shù)說(shuō)明，運(yùn)行及維修手冊(cè)（（LM2500+HSPT）[M]．佛羅倫薩：Nuovo Pignone，2010．

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