ICON2000电动阀行程参数的优化

               ICON2000电动阀行程参数的优化

徐千贻  ,孙洁  ,朱成立

新疆油田公司准东采油厂  新疆 阜康市   831511

摘要：在石油工业的自动化控制中，电动调节阀起着十分重要的作用，其稳定性、可靠性也越来越重要；李晓华站多功能处理器的电动调节阀经常发生故障更换配件，不但成本增加，还影响生产；针对这一问题，我们对电动阀的工艺参数进行了优化。

关键词：多功能电动调节阀行程

1 前言

火烧山作业区李晓华站于1988年底建成，主要担负着火烧山及沙北油田各区块油气集输任务，目前我站年处理原油25万吨，油田污水73万方，注水145万方，伴生气1400万方。

李晓华站原油处理采用热化学沉降脱水工艺，具体流程如下图：进入联合站的原油（含水75%左右）经过多功能处理器进行加热及油、气、水三相分离，分离出的原油（≤10%）在夏季直接进净化油罐经过沉降放水（≤0.5%）后进行外输；冬季则进入加热炉增温到55～65℃后进净化油罐经过沉降放水后外输。

图1  李晓华站原油处理工艺流程图

由于电动调节阀具有体积小，重量轻、连线简单、流量大、调节精度高等特点；我站的多功能处理器原油和处理后的污水出口均采用电动调节阀进行控制。

2 电动阀简介及存在问题：

电动调节阀在工业自动化领域中起着十分重要的作用，它主要是借助电能操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的控制元件。

我站多功能处理器使用的是意大利BIFFI公司生产的ICON2000(2010)电动调

图2  ICON2000(2010)电动阀结构

节阀,是一种直行程电动阀，主要由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成；上部电动执行机构的总体控制是由电动机、传动机构及控制部分组成，其中控制部分由电源卡、主控卡、I/O卡（输入/输出卡）及相关的传感器（速度、位置）、检测元件组成。当380V电源通过端子腔接到电源卡上后，分为2路，一路给K1、K2开关继电器供电，来控制电机正反转；另一路通过变压器给其它控制部分供电（如主控卡、位置传感器等），进行信号处理。最后由电机将其转换成相应的直线位移，带动传动机构（蜗轮蜗杆机构）实现阀门的开关。

电动执行机构原理方块图如下所示，当控制器的输入端有一个信号输入时，此信号与位置信号进行比较，当两个信号的偏差值大于规定的死区时，控制器产生功率输出，驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动，直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。

图3  电动执行机构原理方块图

我站有三台多功能共6个电动阀在同时使用（另三个故障待料），近年来在使用过程中发现，用于调节行程的运动部件铜套更换较频繁，调查情况如下：

表1、电动阀铜套更换情况表

通过上表可以看出，1#多功能一段电动阀的铜套使用周期约在一个月左右，这样不但影响多功能的平稳运行，还增加了岗位操作员工的工作强度和生产成本。

3 分析及改进：

由于多功能电动阀是进口设备，铜套做为运动配件会经常磨损，铜套损坏后，厂家要求进口整个运动部件（三个配件），由于另两个配件很少损坏，只有铜套经常更换，这样不但造成浪费，也增加了生产成本；因此在作业区技术办的指导下，我们对拆下的铜套进行了绘制加工，我站多功能电动阀现使用的铜套都不是原厂配件，而是机械厂加工生产。

根据自动化维护人员反映：采用原厂铜套一般6~9个月更换一次，使用时根据技术要求将电动调节阀阀门开启度下限调节为0，上限调节为100%，这样自动化系统会根据管线中来液量的参数，按百分比对整个阀门的开启度进行自动调节，使阀门能保持在合理的位置。

我们仔细观察了机械厂加工的铜套在调节过程中，由于加工精度的问题，间隙较原装的大；这样造成电动阀门在调节时，不是在接近0位或100%位置后减速至慢慢停止，而是达到后才减速，这样对铜套螺纹磨损非常大，严重时会导致控制电路板过热烧毁。针对这种情况，我们决定对电动调节阀上下限开启度的参数进行调整，根据电动阀的相关资料得知ICON2000(2010)电动阀运行最大允许基本误差为±2.5%,因此我们决定将电动阀的下限最小开启度调整到2.5%，将上限最大开启度调整到97.5%；同时更换了多功能处理器的三台电动阀铜套进行试验：

表2、上下限±2.5%位置实验情况表

从上表可以看出，经过对电动阀的上下限进行调整，铜套的使用周期约在1个半月左右，有一定程度的提高，上下限开关位置也满足生产现场的要求；上下限±2.5%是厂家技术参数提供的允许范围，但是由于现场使用的是准东机械厂加工的配件，与原厂配件相比精度较低，所以为保证今后电动阀能在最合理的位置运行，我们决定多实验几次，我们更换了1#多功能处理器的三处铜套，将电动阀的下限最小开启度调整到5%，而将上限最大开启度调整到95%位置进行实验；并在下一次更换时，继续用这三个电动阀将电动阀的下限最小开启度调整到7.5%，而将上限最大开启度调整到92.5%位置进行实验：

表3、上下限±5%位置实验情况表

表4、上下限±7.5%位置实验表

从实验可以看出，在上下限调整到±7.5%的位置，由于上下行程余量较大，电动阀不能完全开启和关闭，不能满足生产要求；而将电动阀上下限参数调整到±5%的位置，电动阀开启和关闭情况较好，铜套使用时间约在三个月，虽然达不到原厂配件的时间，但也完全满足现场要求；因此将电动阀的下限最小开启度调整到5%，上限最大开启度调整到95%位置是最合理的。

4 效益分析：

1、经济效益：

电动阀铜套一个的加工成本约580元（原厂一套约12800元），在参数调整前每个电动阀平均一个月更换一次，六个要换六次；而在参数调整后超过两个月才更换一次，这样一年节约材料费=（12-12/2）X6X580=20880元。

2、社会效益

1）多功能电动阀参数优化后，降低了岗位操作员工的工作强度。

2）减少了多功能电动阀因更换配件而停机的时间，保障了原油系统的平稳运行。

5结论

根据实验得出的结论，我们将多功能处理器电动阀的运行参数均调整到5%-95%的开启度，通过工作现场两年多的应用，电动阀铜套更换周期一直保持在80天以上，保障了原油处理系统的高效平稳运行。

参考文献：

[1]黄日新《工业专用阀门手册》 1997年机械工业出版社