1 引言

典型的過程控制系統(tǒng)主要有三個環(huán)節(jié)——檢測、控制和執(zhí)行。氣動薄膜調節(jié)閥作為執(zhí)行器這一環(huán)節(jié)的主要產品，應用的十分廣泛。它是過程控制系統(tǒng)中用氣動力操作去改變流體壓力和流量的裝置，一般以壓縮空氣為動力源。實際使用中，過程的多樣性及工業(yè)條件的變化，包括溫度、壓力等參數(shù)的改變都會引起氣動薄膜調節(jié)閥性能的不穩(wěn)定，產生故障。而它的動作靈敏度直接關系著調節(jié)系統(tǒng)的質量，在生產中起著舉足輕重的作用。

某廠主要工序的加熱爐燃燒自控系統(tǒng)，氣動薄膜調節(jié)閥作為終端執(zhí)行裝置，接受來自PLC的控制信號對工藝參數(shù)煤氣流量、熱風流量、冷風流量、煙閘開度等進行調節(jié)以實現(xiàn)對爐溫和爐壓的控制。如何降低氣動薄膜調節(jié)閥的故障次數(shù)成了確保生產順行的關鍵。

我們收集了近一年來該自控系統(tǒng)的氣動薄膜調節(jié)閥產生故障的情況并進行分析，總結出氣動薄膜調節(jié)閥的幾種常見故障的造成原因及其處理辦法，以供同類型企業(yè)作為參考。

2 氣動薄膜調節(jié)閥的故障情況

2008年1月至2008年12月某廠氣動薄膜調節(jié)閥的故障及其發(fā)生次數(shù)歸納為《表 1》。

?根據(jù)《表 1》的數(shù)據(jù)做出氣動調節(jié)閥故障次數(shù)排列直方圖如圖 1 所示。

圖 1 氣動調節(jié)閥故障次數(shù)排列圖

從《表 1》及氣動調節(jié)閥故障情況排列圖中可知，閥門定位器故障、膜片故障、閥芯故障占總故障的84.6%，是造成氣動調節(jié)閥故障的主要原因。

3 氣動薄膜調節(jié)閥故障原因分析

經過對氣動薄膜調節(jié)閥現(xiàn)場安裝和使用情況的調查及對調節(jié)閥本身結構等分析，并結合實驗進行驗證，找出影響調節(jié)閥各部分性能的因素。

3.1 造成閥門定位器故障的原因主要為：

（1）氣源水分多。因為定位器采用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術．由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住。而氣源是壓縮空氣，含水汽、油污、灰塵等，容易造成噴嘴和放大器的阻塞，使定位器無法正常工作。

（2）閥門定位器零位漂移大。因閥門定位器采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場下發(fā)生改變，造成閥門定位器的零點漂移，導致零位變化大，使放大器輸出不穩(wěn)定，造成調節(jié)質量下降或無法調節(jié)。

（3）反饋桿松脫。由于閥門定位器為機械式力平衡式，其可動部件較多，容易受溫度振動的影響，造成反饋桿松脫。

3.2 造成膜片破裂的原因主要為：

（1）氣源水份多。因氣源含水汽、油污、灰塵等造成放大器阻塞，使定位器不能正常工作，導致膜片破裂。

（2）氣源壓力大。由于空氣過濾減壓閥的質量問題，不能實現(xiàn)調壓功能，無法將氣源壓力控制在140KPa±5KPa，使氣源壓力過大，造成對膜片的沖擊。

3.3 造成閥芯故障的原因主要為：

（1）密封圈老化。因閥質量問題，密封圈老化嚴重，造成閥座（芯）易受介質滲人。

（2）焦油污粘結、卡阻。由于煤氣含有焦油、水等雜質，易粘結堆積在管內壁，閥芯片結焦垢，致使閥不能動作。

4 氣動薄膜調節(jié)閥故障處理辦法

4.1 閥門定位器故障的處理辦法：

（1）改用氮氣做儀表氣源。氮氣清潔、干凈、干燥，且不含壓縮空氣中難以濾除的水、油、塵粒等雜質。

（2）在儀表氣源管路上增加了除水、除塵裝置，如氣動三聯(lián)件等，進一步保證了氣源的純凈。

（3）定期校準閥門定位器的零位。

（4）可考慮改用智能定位器。科能定位器由CPU、A/D、D/A組成，其工作原理與普通定位器截然不同。給定值是電動信號，不再是力平衡，因此能夠克服常規(guī)定位器的缺陷。

4.2 對膜片容易破裂問題的解決辦法：

（1）保證儀表氣源的清潔、干燥。

（2）更換空氣過濾。

（3）調整氣源壓力為140KPa±5KPa。

4.3 對閥芯故障的處理辦法：

（1）重新加工閥芯與襯套或閥座之間的密封圈并更換。

（2）定期清除粘貼物。

（3）在調節(jié)閥的前后增加了空汽吹掃，避免了煤氣中的焦油及殘渣的累積污垢對閥芯的影響。

4.4 其它改進方法：

（1）儀表維護人員加強點檢，定期清潔閥門定位器的放大器和恒節(jié)流孔等部件，以保證儀表運行狀態(tài)良好。

（2）操作人員操作閥門時不能過大或過小，否則容易造成閥故障。應嚴格執(zhí)行標準化作業(yè)。

5 結語

通過對某廠加熱爐的氣動薄膜調節(jié)閥實施上述改進措施后，氣動薄膜調節(jié)閥的故障率大幅度降低，達到并超過了預期標準，確保了生產的順利進行，并減少了維護人員的工作量。