αMax C型执行机构在浅海平台的应用探究

姜华+++马超+++周林+++李涛+++孟昭凯

摘要：本文以胜利油田中心三号平台为依托，介绍其紧急关断（ESD）系统中αMax C执行机构的工作原理。并针对设备在运用和日常维护中暴露出的问题提出见解，旨在优化设备运行机制及强化风险管理。

关键词：浅海平台 紧急关断 设备 执行机构 气动

1、前言

中心三号平台是中石化胜利油田在浅海建设的第三座综合型中心平台。其设计理念、施工方法、工艺流程随各工程学科技术进步已达到了中国浅海油田大型平台建设的较高水平，特别是其设计有一套可根据现场生产数据进行自行调控的自动化系统。而该系统实现调控的方式即是利用现场工艺管线中设有的执行机构对阀门关断进行控制。

2、αMax C型执行机构介绍

此执行机构为美国泰科公司生产，含气动、液动两种控制方式。因其设计成熟，制造工艺精湛的特点，全部安装在中心三号平台的重点部位，担任着重要工艺的切断工作。

2.1工艺自动化系统工作原理

作为执行机构的大脑，中心三号工艺自动化系统控制部分分为生产现场及中控室两部分。现场部分进行数据采集，通过安装在设备各处的电子仪表对生产工艺进程中的各项数据进行收集。各层分别将收集到的数据以电信号的模式传输给生产平台各层的远程I/O柜，而后顶层、中层、底层的数据又汇至开排甲板润滑油撬块处的两台远程I/O柜（RCP-1111、RCP-1101），通过它们内置的光电转换器将电信号转换为光信号，并以光纤输至电力值班室的两台远程I/O控制柜，最终与电力系统收集的数据共同进入位于中控室机柜间的PCS PLC和SIS PLC。

系统中的PCS PLC以及SIS PLC，不断对远程I/O口进行顺序采样，在发现有数据超出程序设定值后，便输出指令使得相应执行机构上电磁阀中的电磁线圈得电（或失电），电磁阀阀芯在电磁力驱动下在阀体中滑动改变阀内部通路，继而改变压缩空气的流动方向，造成阀门状态改变。

2.2控制开启方式

2.2.1气动控制方式开启执行机构

阀门开位时，手动阀位于2位，电磁阀线圈得电位于1位（AB口联通）。此时，压缩空气经过气动三联件的减压、过滤和加入雾化润滑油后经手动阀和电磁阀构成的通路进入到执行机构气缸中。如图1.4在压强1Mpa左右的压缩空气推动下，活塞被推动向左运动，活塞轴上的竖销带动拨叉向左旋转90°，此扭矩通过与拨叉连接的传动轴套传递给阀门阀芯完成打开动作，而执行机构左侧气缸内的弹簧随即被压缩储能。

若在自动控制状态下，当SIS PLC检测到有生产数据超出设限值，将会输出指令使电磁阀线圈失电，这时电磁阀内弹簧将会把阀芯推至2位使得BC口联通，在弹簧弹性势能和气缸内外压差的共同作用下气体沿BC通路排入大气，拨叉按照顺时针旋转90°，从而将阀门关闭。

2.2.2手动操作方式开启执行机构

倘若在平台出现紧急状况，此时自动控制的关断功能由于各方面原因一旦失效，我们不得不对执行机构进行手动操作，从而完成对工艺的切断。

在进行手动关断阀门时，我们需要先将气源切断，然后按下手动按钮将手动阀阀芯打至1位，这样气缸中的压缩空气将沿电磁阀中的AB通路流入到手动阀中，并从节流阀排入大气，当气体排空后阀门完成关断。

2.2.3液动操作方式开启执行机构

αMax C型执行机构不仅可利用压缩空气进行驱动，同时也可进行液动方式驱动，作为气动方式失效后的弥补措施。在需要进行液动方式前先切断空压机气源，将气缸与大气联通并排进缸内空气，并把液压油回路中的截止阀关闭以保证整个系统可靠锁压。后利用手动泵将油箱内的32#液压油泵入油缸，并利用溢流阀进行回路中的压力调节（最高不可超过12MPa）。在液压油进入到油缸后，推动活塞压缩弹簧完成阀门开启。

而阀门关断的操作完全受控于回路中的截止阀，当截止阀开启后，油缸中的液压油沿管路全部回流至油箱中，油缸泄压，弹簧推动活塞完成阀门关闭。

3、αMax C型执行机构应用现状及改进措施

作为该设备在埕岛油田的首次批量使用，我们仍在不断摸索其使用方法以及维护措施。同时通过现场试验和应用，对该执行机构提出了以下整改措施：

（1）液压驱动装置中，未设计可观察油箱液位的油窗，导致使用过程中无法判断液压油缸是否会因为设备长期使用造成单流阀以及截止阀失效。

解决方法：通过改装油箱，对油箱加装带有示数的油窗解决。

（2）受管线流程位置及走向影响，很多执行机构安装方式采用非常规方法，对人员操作和设备维护造成很大不便，易造成液压装置供油不畅以及电磁阀排气口易进水腐蚀阀芯的问题。

解决方法：重新改进油箱出口位置至最低点，使油可顺利进入手动泵，解决了油缸供油不足的问题。利用弯管连接，将出气方向改至向下，可解决电磁阀排气口朝向问题，。

（3）由于长期裸露在海上含盐度較高的空气中，且在动作过程中的摩擦会导致防腐涂层破坏。长此以往会对机构形成一定程度的腐蚀，若不处理将会影响设备使用寿命。

解决方法：在对执行机构进行保养时，将此位置涂抹黄油，如有条件可增设护套尽量防止与空气的接触。

参考文献

[1]李军，韩义.气液联动阀的应用和维护[J].设备管理与维修，2005（S1）

[2] 韩勇，宋志军，白建文，牟春国.苏里格气田远控紧急切断阀与电磁阀研究[J].内蒙古石油化工，2010 19期：14-16