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石油化工装置中控制阀的安全保护

作者:葛挺  
评论: 更新日期:2011年06月07日

  若联锁关闭,气开式控制阀正常操作时,控制阀气源正常,1-3为通路,2关闭,阀由I/P阀门定位器调节;联锁发生时,控制阀气源进气改变,2-3为通路,1关闭,气开式控制阀关闭。若联锁打开,气关式控制阀正常操作时,控制阀气源正常,1-3为通路,2关闭,阀由I/P阀门定位器调节;联锁发生时,控制阀气源进气改变,2-3为通路,1关闭,气关式控制阀打开。

  1.2电动控制阀的安全联锁保护电动控制阀的电动执行器是以220V交流单项电源作为驱动电源,接受来自调节器的毫安信号或电压控制信号来进行工作的。现在国内的电动控制阀大多采用进口的日本工装电子式电动执行器,电子式控制单元常被设计成黑匣子形式,并用树脂浇铸,驱动电机采用交流可逆电机,可以正驱动或反驱动;驱动量的反馈检测采用高性能的、高可靠性的电位器,以实现控制调节功能。切断或调节电动控制阀的安全联锁保护归根结底是通过安全联锁信号对驱动电机的驱动电源的控制,以实现驱动电机的正转或反转,来达到对控制阀的打开或关闭的目的。因此只要将安全联锁信号作为接点信号接人电动控制阀的电源控制回路中,当安全联锁信号动作时,也就是接点信号动作,使得正驱动电源或反驱动电源接通,实现控制阀的打开或关闭。图4所示为电动控制阀较复杂的安全联锁保护接线图,通过接入定时器联锁控制电动控制阀的打开和关闭。在图4行2中,引入安全联锁保护接点信号,接点闭合时,继电器4503KA线圈得电,行3中4503KA常开接点7-4闭合,定时器KA-4502A开始计时,行4中4503KA常开接点8-5闭合,继电器4503KA1线圈得电,行6中4503KA1常开接点7-4闭合,电动控制阀4503KA3正转,阀门打开;当定时器KA-4502A计时到设定值时,其触点动作,行4中定时器KA-4502A常闻接点8-5打开,继电器4503KA1线圈失电,行6中4503KA1常开接点7-4打开,电动控制阀4503KA3正转失电,同时行5中KA-4502A触点8-6闭合,继电器4503KA2线圈得电,行6中4503KA2常开接点7-4闭合,电动控制阀4503KA3反转得电,阀门关闭。

 

  2信号失效控制阀的安全自锁保护

     控制阀的失效安全自锁保护是指非安全联锁保护信号以外的控制阀本身的控制信号过低或没有时,执行结构没有信号动力来源的情况下,控制阀本身对自我安全的一种保护措施。对于气动控制阀是指当控制阀控制供气压低于预先确定的值时,执行机构的活塞或类似膜头结构会移至气缸的顶部或底部,充满供气压力的储气罐在供气压力失去时会给执行机构提供负载压力,这样就可以把活塞或膜头移到所需要的位置;当供气压力恢复正常时,自动操作回到原来的控制调节状态,同时储气罐被重新充气,以备下一次控制阀的失效安全时重新使用。对于电动控制阀是指当控制阀运转的毫安或电压输入信号断电时,电子执行机构会执行相应的操作,使输出轴停在相应的位置,而达到控制阀的失效安全时处于安全保护状态。

  2.1信号失效气动控制阀安全保护气动锁定系统与气动控制阀一起使用时,可以在气动控制阀失去供气压力时锁定执行机构当前的负载压力,且这种气动锁定系统与储气罐一起使用时,在失去气源压力时把阀门移至全开、全关或保持原位。在功能上类似的结构也可以提供给薄膜执行机构的控制阀,典型适用于气缸活塞执行机构的气动控制阀信号失效安全保护。

  2.1.1信号失效气动控制阀全开或全关安全保护在图5中,1号管路为仪表供气管路,2号管路为给气缸顶部压力的管路,3号管路为给气缸顶部控制压力的管路,4号管路为给气缸底部压力的管路,5号管路为给气缸底部控制压力的管路,6号为锁定部件上下膜片来回运动的排气口,7号为储气罐提供给气缸底部的供气口,8号为储气罐提供给气缸顶部的供气口,9号管路为储气罐提供给控制部件供气压力的管路,10号管路为储气罐提供给气缸顶部或底部供气压力的管路。

 

  在图5中,当控制阀信号失效时,储气罐提供气缸顶部的供气压力,气缸底部的供气压力被排空,给气缸底部和气缸顶部的控制压力被阻断,锁定部件下膜片的加载压力被排空,储气罐给气缸顶部提供的压力,会将阀门推至全关的位置,使控制阀在信号失效时处于关闭的安全状态。在图6中,各个数字标志说明同图5。当控制阀信号失效时,储气罐提供气缸底部的供气压力,气缸顶部的供气压力被排空,给气缸顶部和底部的控制压力被阻断,锁定部件的下膜片的加载压力被排空,储气罐给气缸底部提供的压力,会将阀门推至全开的位置,使控制阀在信号失效时处于全开的安全状态。

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