本鋼燃氣廠5#TRT發電機組水系統智能電氣閥門定位器改造研究

摘 要：簡介本鋼5#TRT工藝流程及系統組成部分，針對給排水系統閥門定位器在最近運行過程中發生的問題及存在的缺陷，對TRT極間液位閥門定位器進行了改造，滿足了生產需要，取得了預期效果。

關鍵詞：液位；閥門定位器；改造；反饋電路板損壞

一、概述

鋼鐵生產和需求的增加，在大型鋼鐵生產企業中伴隨著產品生產會產生煤氣氣體介質，比如在煉鐵廠過程中產生的煤氣介子又趨向于高溫、高壓、風量大等特點。經過除塵凈化洗滌系統凈化進入管網，管網煤氣一大部分可以進行發電機轉化為電能生產再利用，再最后清洗進入煤氣管網，中型TRT發電機組就是其生產環節中的重要設備之一，TRT發電機節約能源降耗，保護環境，建設資源節約型、降低鋼鐵生產的成本，它的安全可靠運行對鋼鐵生產起到了決定性的作用。利用TRT技術和裝置來發電也獲得額外的項目收益。

二、TRT工藝流程介紹

高爐產生的煤氣通過除塵經過煤氣比肖夫洗滌塔清洗、經入口啟動蝶閥、入口插板閥、快速切斷閥、進入TRT透平機膨脹做功，被驅動的TRT透平機帶動發電機發電。做功后的煤氣經出口插板閥，出口電動蝶閥進入凈煤氣低壓管管網。在入口啟動閥前，透平機出口后并聯著三組旁通快開閥。當TRT在正常停機和出現故障緊急停機時，入口快切閥快速切斷，三組旁通快速打開，煤氣經旁通快開閥進入低壓煤氣管網。

三、TRT組成部分

TRT整個系統由透平主機、大型閥門系統、高低壓發配電系統、給排水系統、潤滑油系統、動力油系統、氮氣密封系統、液壓伺服控制系統和自動控制系統組成。

四、智能電氣閥門定位器在TRT中的作用

其中儀控給排水系統中，閥門定位器為重要環節。由于TRT管道中煤氣冷凝產生大量的排水，在工業新水為防止透平靜葉積灰針對靜葉連續或間斷噴水冷卻清洗產生排水，（即透平前排水水罐和透平級間排水水罐），因此需要氣動調節閥對排水液位進行控制調節。其中在5#TRT原用極間排水液位閥門定位器（YT-1000LS+PTM型）在使用中經常出現了許多不同的故障現象。經過分析和研究確認該閥門定位器存在一定設計缺陷與質量問題，為保證TRT透平發電機靜葉噴霧排水系統正常運行，我對該型閥門定位器進行了改型，取得很好的效果。

五、5#TRT液位閥門定位器存在的問題和影響

（1）隨機備件閥門定位器使用年限到期，頻繁出現故障，無法購進原有備件。

（2）經常出現不明原因的停電現象，導致調節閥失控，必須斷電重啟后才能恢復正常。檢查控制板元件接線接觸情況是否牢固，檢查信號屏蔽接地、檢查設備本身接地、以上檢查都正常，無法查出停電現象。

（3）閥門定位器沒有使用說明書，出現問題無法重新設置調試。

（4）閥門電位器經常出現無反饋信號顯示，導致水位罐液位控制不穩定，系統無法正常自動調節。

（5）經常出現閥門定位器氣路輸出不受控現象，導致調節閥失控。其中發現有的壓電閥在環境溫度低于-15℃時，就會產生不動作現象，經檢查和驗證是轉換放大器中的壓電閥故障所致，該閥門定位器在-30℃現場環境下根本達到不到技術標準要求，也根本滿足不了本地區的氣溫條件的要求。

（6）閥門定位器控制級間水位罐水位調節，調節閥失控時，水位過高容易使水進入透平機內造成靜葉葉片損壞，同時容易造成煤氣壓力波動，直接影響透平機入口壓力，嚴重時影響高爐頂壓力。水位過低時容易造成煤氣泄露發生人員中毒。

六、智能電氣閥門定位器的改造方案

閥門定位器的演變是由電器轉換器發展而來的，它在電器轉換器的基礎上把反饋桿加入閥門定位器中，使其自身成為閉環系統。也是從模擬式閥門定位器發展到智能式閥門定位器，現在5#TRT發電機組用的是老型號的智能定位器，6#、7#TRT發電機組都選用新型的西門子閥門定位器。SIPART PS2 型智能電氣閥門定位器的工作原理與傳統定位器完全不同。采用微處理器對給定值和位置反饋進行比較。如果微處理器檢測到偏差，它就用一個五步開關程序來控制壓電閥，壓電閥進而調節進入執行機構氣室的空氣流量。壓電閥將控制指令轉換為氣動位移增量，當控制偏差很大時（高速區）。定位器輸出一個連續信號；當控制偏差不大（低速區），定位器輸出脈沖連續；當控制器偏差很小時（自適應或可調死區狀態），則沒有控制指令輸出。

閥門定位器的作用是接受PLC的4—20mA電流信號，驅動調節閥動作，并利用閥桿的位移進行反饋，將位移信號直接與閥位比較，改善閥桿行程的線性度，克服閥桿的各種附加摩擦力，消除被調介質在閥上產生的不平衡力影響，從而使閥位對應于PLC給4—20mA電流信號，實現正確定位。

七、閥門定位器改型的實施步驟及調試

1.閥門定位器改型的施工步驟

記錄原閥門定位器的各項參數：控制方式、開關方向、作用方向、有無報警設定和閥門特性。

要制作合適的固定支架，首先選擇好合適的墊塊，以解決兩種閥門定位器安裝方式不一致的問題。因為原有的閥門定位器比西門子閥門定位器高，所以要把閥門定位器墊高一些。

按要求選擇固定方式：板式固定或拉桿固定，是否需要對墊板進行加工處理，可利用廢舊的支架，使前后固定支架尺寸一致，從而解決孔距不對稱的問題。施工中最復雜的是新閥門定位器的連桿固定，原有閥門定位器連桿與現有閥門定位器不匹配，采用廢棄定位器上的連桿進行改造，前期用原定位器上連桿，帶鎖死功能還可以調節長短。但由于原有連桿孔眼過小，所以需要從新鉆眼擴大，再把它斷折，讓它達到所需要的長度，然后用鎖緊螺絲處理好，使其能和執行機構連接。

2.閥門定位器改型的上電調試

上電前把輸入控制的4—20毫安信號源接到6、7號端子上（6+，7-），上電后定位器顯示NOINI，即沒有下載程序。閥門定位器的上下有一個黃色長方體，對其進行手動調節。可調角度為（33%/90%）即用螺絲刀選的33%或90%。如果閥門行程小，將黃色長方體調至下方，即可調角度為33%；如果閥門行程大，將長方體調至上方，即可調角度為90%。也可以將閥門實際位置開到50%，再調整定位器下方一帶齒輪（即電位器），同樣使其開至50%的位置（屏幕顯示）。按閥門定位器小手鍵5秒以上后進入菜單設置。再按小手鍵進入第1項設置項YFCT選擇執行機構的類型，選完后，再按小手鍵，進入第2項YAGL設置項，選擇可調角度，用加減鍵調整，同上進入第4項INITA自動校驗，按加號鍵5秒以上，進入自動校驗階段，步驟完成后屏幕出現FINSH顯示，說明自動校驗完畢。

參考文獻：

[1]嘉謙.儀表工手冊.化學工業出版社出版，2004-1.

[2]西門子閥門定位器操作手冊.西門子公司（隨機提供），2012-7.

[3]計控廠劉志勤大師工作站課件

作者簡介：

劉欽源（1979—），男，遼寧省本溪市，自動化儀表高級工，大專、本鋼計控廠，主要從事燃氣廠儀表維護工作。