全密度聚乙烯裝置反應器溫控調溫水閥的改造

張 燕

（中國石油大慶石化公司塑料廠，黑龍江 大慶 163714）

關鍵字：調溫水閥；智能定位器；硬件配置；管線震動

調溫水閥是某全密度聚乙烯裝置的核心控制部分，直接影響反應器的溫度控制，但在裝置運行過程中因其特殊工藝特點存在其附近設備及管線震動問題，多次造成調溫水閥定位器故障導致裝置停車事故，此問題長期困擾裝置的穩定運行，同時帶來巨大經濟損失。

文中闡述了在解決調溫水閥故障隱患的改造過程中，使用Azbil 公司的AVP3000 Alphaplus AVP202 型智能閥門定位器對原MASONEILAN 公司控制閥進行改造，AVP202 其分體式結構獨立安裝于閥門外部，可以在高震動工況中穩定控制調節閥，并配備閥門故障自診斷系統，保證了閥門的平穩運行，解決了裝置運行瓶頸［1］。

1 調溫水閥改造設計

1.1 故障描述及分析

該全密度聚乙烯裝置多次出現調溫水流量波動，導致反應器溫度波動，最終造成裝置I 型終止停車。技術人員現場確認發現調溫水閥故障狀態關閉，定位器上報出“FAILSAFE”故障保護信息［2］。

在原因分析過程中，技術人員通過2種手段進行處理：

（1）使用EMERSON/HART 475 手操器讀取該設備故障信息,顯示為定位器位置傳感器故障。

（2）將閥門定位器拆除進行離線驗證分析。在離線驗證過程中，借助ValVue Lite 故障診斷軟件基于HART 協議讀取故障定位器設備信息并分別對定位器不同條件進行滿足條件報警驗證。

C 列代表當前報警狀態，H 列代表歷史報警狀態，見圖1。

根據ValVue Lite 故障診斷軟件對以上測試報警狀態逐項進行驗證，并將驗證情況進行統計分析，見表1。

按照驗證情況分析此定位器故障是由位置傳感器故障引起，繼續拆檢位置傳感器內部結構，發現該傳感器內部滑線電阻存在機械觸點，在高震動環境下可導致觸點脫離。在離線驗證中模擬了位置傳感器滑線電阻觸點脫離時的情況，在定位器液晶顯示屏上打出“FAILSAFE”故障保護信息，閥門進入失效保護模式，調溫水閥門關閉，與現場故障現象完全相同。

通過現場手抄器信息和離線驗證分析，可以進一步驗證調溫水閥故障的原因是現場閥門定位器位置傳感器因震動過大導致的滑線電阻器觸點脫離故障。

圖1 離線驗證分析ValVue Lite軟件報警畫面

表1 離線報警驗證統計分析

按照以上驗證情況分析此定位器故障是由位置傳感器故障引起，繼續拆檢位置傳感器內部結構，發現該傳感器內部滑線電阻存在機械觸點，在高震動環境下可導致觸點脫離。在離線驗證中模擬了位置傳感器滑線電阻觸點脫離時的情況，在定位器液晶顯示屏上打出“FAILSAFE”故障保護信息，閥門進入失效保護模式，調溫水閥門關閉，與現場故障現象完全相同。

通過驗證分析可確認調溫水閥故障的原因是現場閥門定位器位置傳感器因震動過大導致的滑線電阻器觸點脫離故障。

1.2 改造設計思路

分析原調溫水閥的故障是由于震動導致的閥門定位器故障，故障的主要現象為閥位傳感器滑線電阻器故障［3］。因此本次改造思路為盡量避免震動對閥門定位器的影響，因此對原調溫水閥進行改造：

（1）將閥門定位器與控制閥本體分離，閥門定位器與遠程位置傳感器之間采用鎧裝電纜連接，定位器和氣動元件氣源信號全部采用金屬軟管減震連接。

（2）閥位傳感器由原來接觸式的滑線電阻器改為渦流感應傳感器，見圖2。

（3）增加閥門故障監控系統并引入控制室DCS，隨時監控閥門狀態。

（4）現場增加震動監測探頭，將信號引入DCS系統，隨時監控震動狀態，避免停車事故，見圖3。

按照改造思路，對當前市場定位器進行篩選，最終選定azbil 公司的AVP3000 Alphaplus AVP202型智能閥門定位器對原調溫水閥門進行改造［4］。

圖2 調溫水閥改造原理

圖3 震動監測探頭改造

1.3 AVP3000 Alphaplus AVP202定位器

AVP3000 Alphaplus AVP202 型智能閥門定位器的閥位傳感器抗震能力可達10 G（5～2 000 Hz），是傳統定位器的5倍，特別適用于處于強烈震動環境中的閥門。該定位器帶HART 協議，便于通過HART通訊器在DCS中組態設置和維護，自診斷功能可隨時檢查定位器狀態并在故障時發出報警［5］。

2 現場安裝及調試

2.1 備件準備

改造需求材料見表2。

表2 改造需求材料

2.2 現場安裝作業步驟

（1）拆除原有閥門定位器；

（2）在新基礎立柱上安裝AVP202定位器；

（3）雙作用放大器接入定位器輸出口；

（4）連接氣源軟管，放大器輸出01 隨著定位器信號增大而增大，放大器輸出02 則是隨著定位器信號增大而減小，用中間接頭接通執行機構；

（5）放大器S端接入減壓閥后端的輔助氣源；

（6）氣源輸入端用中間接頭連通減壓閥輸出；

（7）傳感器電纜按色標接入定位器接線盒；

（8）在閥體上安裝振動探頭支架，將探頭擰入支架，并接線。將信號引入控制室；

（9）在DCS上位機上組態并添加長趨勢包；

（10）對振動回路進行聯調，投用正常。

2.3 調試方案

（1）根據調節閥供氣要求設定氣源壓力；

（2）調試加載18 mA電流信號；

（3）逆時針90°旋轉定位器的調試旋鈕進行自整定，開度到87.5%調試完成；

（4）通過275型HART通訊裝置在中心控制室DCS上對閥門故障監測系統進行組態調試。

3 結束語

調溫水閥改造后已穩定運行12 個月，未發生因震動導致定位器故障造成的裝置停車事故，保證了裝置平穩生產，創造了巨大的經濟效益，同時為同類裝置調溫水閥抗震性能改造提供了參考。