在分析空分裝置氣體壓縮機防喘振閥使用現狀的基礎上,對防喘振閥定位器等電路附件的防振動措施進行相關研究改造,就此類問題解決方法推廣提出相關建議,使得氣體壓縮機防喘振閥的定位器及其電路附件運行更加安全、穩定、可靠。

　　近年來，國內大功率氣體壓縮機年引進數量成倍增長，尤其是煤化工行業的新上項目對各類壓縮機的需求日漸增大。但是真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)發現各化工企業在這些壓縮機設計之初，往往忽視了壓縮機高頻振動給壓縮機上的儀器儀表帶來的巨大影響，使得壓縮機在制造時，未充分考慮儀器儀表防振動的問題，從而在試車、開車運行階段，壓縮機管道中介質(尤其是氣體)強烈的紊流和流速過快引起管線強烈振動，造成防喘振閥門閥桿振斷，定位器及其電路附件損壞。由于不能很好解決壓縮機引起的管線振動，因而筆者就從防喘振閥定位器及其電路附件構造本身減少干擾出發進行分析、研究和改造，使壓縮機防喘振閥向更穩定、可靠的方向發展。

1、空分裝置氣體壓縮機使用現狀

1.1、空氣壓縮機防喘振閥定位器及其電路附件

　　STC-SR空氣壓縮機防喘振閥是Vetec公司生產的72.3F型降噪偏心旋轉閥，FV7038作為防喘振放空閥，FV7039作為防喘振回流閥;STC-GV空氣壓縮機防喘振閥是Vetec公司生產的73.7F型降噪偏心旋轉閥，FV7259作為防喘振放空閥，FV7258作為防喘振回流閥。它們均采用了SIE-MENS的單作用SIPARTPS26DR5***系列電氣閥門定位器。從運行結果分析，改造之前采用的電氣閥門定位器具有可靠性、穩定性和安全性差的缺點。

1.2、氮氣壓縮機防喘振閥定位器及其電路附件

　　神華寧煤煤氣化配套制氮機采用了額定功率為3850kW的GT050N1K1電拖型氮氣壓縮機，其防喘振閥是Arca公司生產的Typ6N7-L1型降噪套筒閥，PV7318作為防喘振回流閥采用了Arca的單作用827A.***系列電氣閥門定位器。

　　該閥安裝位置的工藝管道長度小，氮氣流入前和流出后經過直角管段均產生回轉，造成管道的劇烈振動，經觀測其主要在啟機增加負荷時、關閥過程和正常工況下因后續工段用氮量變化而自動調節時振動最為劇烈。原智能定位器安裝在閥體上，隨閥門振動而劇烈振動，極易造成定位器內部元器件松動及損壞等，從而產生誤動作導致氮壓機跳車，影響后續工段運行。因此需對工況重新評價，為避免管道振動對定位器的影響進行改造是必要的。

2、改造方法

　　其改造的設計思路為：

　　a.更換定位器。采用電路較多的單元與機械結構較多的單元分開安裝代替只能安裝在閥門上的一體化定位器。具有機械結構較多、抗振性好的閥位反饋模塊安裝在閥桿連接處;電路較多的主定位器單元從閥門上剝離，安裝在振動較弱的遠端，不再安裝在閥門本體上。

　　b.更換氣源管。采用不銹鋼金屬編織PTFE內襯撓性軟管代替不銹鋼TUBE氣源管。

　　c.更改氣動放大器(即流體增壓器)安裝位置。氣動放大器垂直安裝改為水平安裝。

2.1、閥門定位器及其附件選用

2.1.1、定位器

　　空氣壓縮機防喘振閥采用Fisher公司生產的DVC6035-FM遠程安裝型定位器;氮氣壓縮機采用Fisher公司生產的DVC6015-MTG遠程安裝型定位器。利用安裝在閥門行程桿上的閥位反饋模塊電路結構少的特點，通過一根兩芯線即可將信號傳至主定位器DVC6035-FM或DVC6015-MTG上，同時提供24VDC電源和4～20mA回訊信號，減少了一根分支電纜。

2.1.2、變送器

　　閥位反饋單元采用EMERSON公司生產的TRI-LOOP333模擬量變送器作為閥位反饋變送器，安裝在機柜室機柜內的變送器代替原一體化定位器內的反饋電路板，避免多電路附件對閥門定位器的影響。

2.2、改造前后氣路圖

　　以FV7038和FV7039為例，改造前后氣路如圖1所示。

a.改造前

b.改造后

圖1 FV7038和FV7039改造前后氣路

　　以PV7318為例，改造前后氣路如圖2所示。

a.改造前

b.改造后

圖2 PV7318改造前后氣路

3、改造效果

3.1、調試時注意事項

　　由于防喘振閥的控制特點要求快開慢關，因此一般在氣路上均配以氣動放大器(即流體增壓器)實現快開、(單向)阻尼器(即節流調節閥)實現慢關功能，但是與FisherDVC6000系列相配時一般儀表維護人員往往調試的閥門定位不準確，波動較大，不能穩定閥位，從而影響工藝人員對壓縮機防喘振控制判斷。筆者根據在多套大小型壓縮機防喘振閥上的調試經驗，總結出以下幾點注意事項：

　　a.過濾減壓閥的壓力必須嚴格參照閥門銘牌上的要求供氣壓力調節，不能超過要求的壓力。

　　b.進入“Outofservice”，需要特別注意將“TvlTuningSet(行程整定參數組)”設置為H(有的技術人員推薦設置為C或D，但經過筆者試驗，在防喘振閥中設置H為宜)，設置完參數再自動校驗。

　　c.進入“DeviceVariables”，觀察其中“2.TvlSetPt”、“3.Travel”和“DriveSignal”之間的數值應當相互對應，對氣動放大器和阻尼器的微調旋鈕進行手動調校。

　　d.最后對電磁閥進行失電試驗，觀察閥門全開時間是否滿足快開時間要求，若不滿足檢查氣動放大器的調節螺桿是否松動或再次調整。

　　e.EMERSON的TRI-LOOP333模擬量變送器與FisherDVC6000的連接、設置、建立通訊。

3.2、改造特點及效果

　　從改造和運行實踐綜合分析，分體式防喘振閥定位器具有以下優點：

　　a.安全可靠。表現在兩個方面———改造后氣路控制精準，使敏感電子元件不受影響;改造后閥門定位準確、無喘動，避免了超調的可能。

　　b.減少維修次數。安裝在閥門本體上的電子元件減少，閥門反饋模塊故障率低，故障原因較易查找，且便于維護。

　　c.氣路、電路結構簡單。既不像傳統全機械式氣動定位器結構復雜，又結合了電氣定位器靈敏性高和純氣動定位器不受外界干擾的雙重優點。

　　d.投入產出比高。一次改造完成，既解決了一體化定位器頻繁損壞更換的備件昂貴費用，又減少了因定位器損壞使裝置、設備停車而發生的產量損失、產品浪費。

　　但是，EMERSON的TRI-LOOP333模擬量變送器作為閥位反饋變送器在一旦斷電或回路斷開后，就會進入鎖死狀態，導致閥位反饋信號出現壞值，必須用HART375重新激活才可以正常使用，筆者對此會繼續跟蹤研究。

　　截止目前，神華寧煤煤氣化配套空分裝置的壓縮機因此影響停車減少的次數降至零。按照改造之前，空分裝置一體化定位器每3個月就要損壞一個，峰值時一個月就要損壞一個，空分裝置停車一次影響全廠產甲醇3000t/d(氣化爐運行3臺爐子折算)，甲醇目前市場價格每噸為2500元，以此折算，將每天影響產值750萬元，而更換一體化定位器往往需要3h之多，從停車、檢修、開車需要花10h左右，那么一次停車將損失312.49萬元，若按照下游最終產品聚丙烯及其附加產品混合芳烴、硫磺、LPG折算，損失費用還將大幅增加。神華寧煤煤氣化配套空分裝置的壓縮機防喘振閥改造于2011年3月全部完成，按此后時間計算，光此項改造在節約停車損失、生產成本增加方面達到938.5萬元以上。

4、結束語

　　筆者對困擾空分裝置多年的氣體壓縮機防喘振閥防振動的問題提出了切實有效的解決方案并加以實施，使得氣體壓縮機防喘振閥的定位器及其電路附件運行更加安全、穩定、可靠。在壓縮機控制、操作向全計算機程控化發展的過程中，其附屬儀器儀表的精準性、可靠性和安全性顯得越來越重要，如何通過研究應用解決這些儀器儀表本身或受設備工況制約的問題，從而更好地輔助工藝，是今后儀表技術人員努力的方向之一。