本钢燃气厂5#TRT发电机组水系统智能电气阀门定位器改造研究

摘 要：简介本钢5#TRT工艺流程及系统组成部分，针对给排水系统阀门定位器在最近运行过程中发生的问题及存在的缺陷，对TRT极间液位阀门定位器进行了改造，满足了生产需要，取得了预期效果。

关键词：液位；阀门定位器；改造；反馈电路板损坏

一、概述

钢铁生产和需求的增加，在大型钢铁生产企业中伴随着产品生产会产生煤气气体介质，比如在炼铁厂过程中产生的煤气介子又趋向于高温、高压、风量大等特点。经过除尘净化洗涤系统净化进入管网，管网煤气一大部分可以进行发电机转化为电能生产再利用，再最后清洗进入煤气管网，中型TRT发电机组就是其生产环节中的重要设备之一，TRT发电机节约能源降耗，保护环境，建设资源节约型、降低钢铁生产的成本，它的安全可靠运行对钢铁生产起到了决定性的作用。利用TRT技术和装置来发电也获得额外的项目收益。

二、TRT工艺流程介绍

高炉产生的煤气通过除尘经过煤气比肖夫洗涤塔清洗、经入口启动蝶阀、入口插板阀、快速切断阀、进入TRT透平机膨胀做功，被驱动的TRT透平机带动发电机发电。做功后的煤气经出口插板阀，出口电动蝶阀进入净煤气低压管管网。在入口启动阀前，透平机出口后并联着三组旁通快开阀。当TRT在正常停机和出现故障紧急停机时，入口快切阀快速切断，三组旁通快速打开，煤气经旁通快开阀进入低压煤气管网。

三、TRT组成部分

TRT整个系统由透平主机、大型阀门系统、高低压发配电系统、给排水系统、润滑油系统、动力油系统、氮气密封系统、液压伺服控制系统和自动控制系统组成。

四、智能电气阀门定位器在TRT中的作用

其中仪控给排水系统中，阀门定位器为重要环节。由于TRT管道中煤气冷凝产生大量的排水，在工业新水为防止透平静叶积灰针对静叶连续或间断喷水冷却清洗产生排水，（即透平前排水水罐和透平级间排水水罐），因此需要气动调节阀对排水液位进行控制调节。其中在5#TRT原用极间排水液位阀门定位器（YT-1000LS+PTM型）在使用中经常出现了许多不同的故障现象。经过分析和研究确认该阀门定位器存在一定设计缺陷与质量问题，为保证TRT透平发电机静叶喷雾排水系统正常运行，我对该型阀门定位器进行了改型，取得很好的效果。

五、5#TRT液位阀门定位器存在的问题和影响

（1）随机备件阀门定位器使用年限到期，频繁出现故障，无法购进原有备件。

（2）经常出现不明原因的停电现象，导致调节阀失控，必须断电重启后才能恢复正常。检查控制板元件接线接触情况是否牢固，检查信号屏蔽接地、检查设备本身接地、以上检查都正常，无法查出停电现象。

（3）阀门定位器没有使用说明书，出现问题无法重新设置调试。

（4）阀门电位器经常出现无反馈信号显示，导致水位罐液位控制不稳定，系统无法正常自动调节。

（5）经常出现阀门定位器气路输出不受控现象，导致调节阀失控。其中发现有的压电阀在环境温度低于-15℃时，就会产生不动作现象，经检查和验证是转换放大器中的压电阀故障所致，该阀门定位器在-30℃现场环境下根本达到不到技术标准要求，也根本满足不了本地区的气温条件的要求。

（6）阀门定位器控制级间水位罐水位调节，调节阀失控时，水位过高容易使水进入透平机内造成静叶叶片损坏，同时容易造成煤气压力波动，直接影响透平机入口压力，严重时影响高炉顶压力。水位过低时容易造成煤气泄露发生人员中毒。

六、智能电气阀门定位器的改造方案

阀门定位器的演变是由电器转换器发展而来的，它在电器转换器的基础上把反馈杆加入阀门定位器中，使其自身成为闭环系统。也是从模拟式阀门定位器发展到智能式阀门定位器，现在5#TRT发电机组用的是老型号的智能定位器，6#、7#TRT发电机组都选用新型的西门子阀门定位器。SIPART PS2 型智能电气阀门定位器的工作原理与传统定位器完全不同。采用微处理器对给定值和位置反馈进行比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区）。定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出脉冲连续；当控制器偏差很小时（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。

阀门定位器的作用是接受PLC的4—20mA电流信号，驱动调节阀动作，并利用阀杆的位移进行反馈，将位移信号直接与阀位比较，改善阀杆行程的线性度，克服阀杆的各种附加摩擦力，消除被调介质在阀上产生的不平衡力影响，从而使阀位对应于PLC给4—20mA电流信号，实现正确定位。

七、阀门定位器改型的实施步骤及调试

1.阀门定位器改型的施工步骤

记录原阀门定位器的各项参数：控制方式、开关方向、作用方向、有无报警设定和阀门特性。

要制作合适的固定支架，首先选择好合适的垫块，以解决两种阀门定位器安装方式不一致的问题。因为原有的阀门定位器比西门子阀门定位器高，所以要把阀门定位器垫高一些。

按要求选择固定方式：板式固定或拉杆固定，是否需要对垫板进行加工处理，可利用废旧的支架，使前后固定支架尺寸一致，从而解决孔距不对称的问题。施工中最复杂的是新阀门定位器的连杆固定，原有阀门定位器连杆与现有阀门定位器不匹配，采用废弃定位器上的連杆进行改造，前期用原定位器上连杆，带锁死功能还可以调节长短。但由于原有连杆孔眼过小，所以需要从新钻眼扩大，再把它断折，让它达到所需要的长度，然后用锁紧螺丝处理好，使其能和执行机构连接。

2.阀门定位器改型的上电调试

上电前把输入控制的4—20毫安信号源接到6、7号端子上（6+，7-），上电后定位器显示NOINI，即没有下载程序。阀门定位器的上下有一个黄色长方体，对其进行手动调节。可调角度为（33%/90%）即用螺丝刀选的33%或90%。如果阀门行程小，将黄色长方体调至下方，即可调角度为33%；如果阀门行程大，将长方体调至上方，即可调角度为90%。也可以将阀门实际位置开到50%，再调整定位器下方一带齿轮（即电位器），同样使其开至50%的位置（屏幕显示）。按阀门定位器小手键5秒以上后进入菜单设置。再按小手键进入第1项设置项YFCT选择执行机构的类型，选完后，再按小手键，进入第2项YAGL设置项，选择可调角度，用加减键调整，同上进入第4项INITA自动校验，按加号键5秒以上，进入自动校验阶段，步骤完成后屏幕出现FINSH显示，说明自动校验完毕。

参考文献：

[1]嘉谦.仪表工手册.化学工业出版社出版，2004-1.

[2]西门子阀门定位器操作手册.西门子公司（随机提供），2012-7.

[3]计控厂刘志勤大师工作站课件

作者简介：

刘钦源（1979—），男，辽宁省本溪市，自动化仪表高级工，大专、本钢计控厂，主要从事燃气厂仪表维护工作。