发表于:2009-12-23 10:20:25
楼主
大型旋转机械的控制、保护系统中GS滑板控制阀应用
在石油化工、电力、钢铁冶金等行业的工艺生产过程中都有大型旋转机械设备的广泛应用,如汽轮机、发电机、压缩机、电动机、风机、燃气轮机、TRT透平等。并且这些大型旋转机械设备的地位也往往是整个工艺生产流程中的重要设备或核心设备。这样一些的设备能否正常运转将关系到整个工艺生产过程的是否能正常顺利的运行。大型旋转机械设备通常特点是:有着极高转速和动能、工况动态瞬间的变化极大。因此针对这些大型旋转机械设备,除了设备本身的制造商提供了一些必要的保护装置外,在工艺生产过程的设计上,对这些大型旋转机械设备更是设置了许多的控制系统和检测联锁保护系统,如负荷调节、防喘振调节等控制系统,主轴的温度检测与联锁系统、润滑油温的检测与联锁系统、润滑油压的检测与联锁系统、轴振动轴位移检测与联锁系统等。以达到或完成对这些大型旋转机械设备控制与保护,使其能够正常的运行。
这些必要的控制系统、检测联锁保护系统在设计上首要理念是要能足够地快,只有快方能适合大型旋转机械设备极高转速和动能、工况动态瞬间的变化极大的特点。目前均已采用了数据采样快、响应时间短的DCS、ESD、PLC等有着冗余系统的自动化硬件,对控制阀也常选用响应时间短、反应灵敏的高速气缸式切断阀、滑板式控制阀等。
由德国舒伯特控制设备公司拥有专利设计制造的GS滑板式控制阀系列就满足响应时间短,反应灵敏的要求,也完全能够在大型旋转机械设备的控制与保护系统中应用。
德国舒伯特控制设备公司设计制造的GS滑板式控制阀,在阀体内安装有两块与介质流向垂直的滑板,两块滑板上开有相同宽度不同长度的节流槽,一块滑板固定在阀体内部,另一块是和阀杆连接并紧贴固定滑板的可移动滑板,执行机构所受的信号改变通过阀杆连接的动滑板位移来改变两块滑板之间的节流槽的流通面积大小,从而达到控制介质的流量。
德国舒伯特控制设备公司创新设计制造的GS滑板式控制阀在结构上已大幅度的减小了传统直行程单座阀在使用中所受不平衡力,因此GS滑板式控制阀执行机构要比同口径同压力等级的任何直行程单座阀小;又滑板上节流槽孔的宽度在设计制造上只有10mm以内,因此阀杆位移的行程很短,直行程单/双座控制阀的行程最短也在12mm以上,行程长膜片气室容量也就大。综上所述,滑板阀就具有了比常见的单/双座阀有着更短响应时间,反应也更灵敏,在控制阀响应速度方面有着极为特出和无可比拟的优点,是一种既可以实现快速打开关闭,又能实现快速调节的控制阀。以下几个是GS滑板式控制阀大型旋转机械设备控制与保护系统中的应用实例。
一、 独山子炼油厂鼓风机系统中GS滑板式控制阀的应用
鼓风机的自动控制系统设计,目前已趋向完善和成熟了。但不论控制方案的如何千变万化,一般总都有针对该类设备的特殊控制系统,如对鼓风机会有反飞动控制回路。鼓风机的正常稳定运行对整个生产装置的顺利进行有着极为重要的意义。鼓风机的能力往往都会大于应用所在部位的最大量,鼓风机在空载运行时会发出尖叫声,机体抖动,严重的会产生飞车事故。因此反飞动控制回路的合理设置及控制回路响应速度就显得非常重要。
新疆独山子炼油厂仪表与设计单位一起,参阅了解国内外诸多控制阀制造厂商提供的控制阀资料以及对一些相类似的设备工况的了解,最后与上海源冠自控设备有限公司做了充分地技术上的交流,选择了由上海源冠自控设备有限公司代理销售的德国舒伯特控制设备公司专利设计制造的GS滑板式控制阀应用在鼓风机的控制系统。
选择GS滑板式控制阀的理由是:1. GS滑板式控制阀是一种具有先进性的控制阀,因阀内件创新的设计而使整台控制阀处处都显现出阀制造原材料上的节约和使用上的能耗节约、劳动力成本的节约;2. GS滑板式控制阀可控性好,阀的响应快,泄漏极低带来了安全生产的保障,对大型旋转机械所具有极高转速和动能、工况动态瞬间的变化极大的特点完全能适合;3. GS滑板式控制阀结构轻巧,安装所需的空间占有小,而且在以后的维护维修上劳动强度低,一台PN40/DN100的控制阀二个人就能很轻松地完成安装与拆卸。经过投运的使用实践,鼓风机的控制系统及GS滑板式控制阀运行良好,保证了鼓风机负荷的稳定和输出压力的稳定,从没有产生过鼓风机的飞动现象,而且有着很好的节能。
二、 重庆川维厂压缩机油压保护系统中GS滑板式控制阀的应用
川维厂的四台螺杆压缩机机组是引进美国AC公司的成套设备,是川维厂的关健设备。溢流阀位于螺杆压缩机冷却润滑密封油系统的主辅油泵出口管道上,起到稳定冷却润滑密封油系统油压的作用。有两台一用一备的油泵的出口管与溢流阀进口相连,溢流阀的排出口与油箱相连,在减压阀前设一根小管连接溢流阀的控制端。当在正常工作时,溢流阀有2m3/h回流量,当两台油泵运行时,溢流阀的最大流量为15m3/h。在两台油泵同时运行过程中,如有一台油泵紧急停车后,要求溢流阀的压力降在1.5秒内不能超过200kPa,否则将引起压缩机停车。
在压缩机投入运行后,发现机组的冷却润滑密封油系统原设计的由一台基地式调节器和一台控制阀所组成一个油压控制回路不能满足在油泵切换时的工况,主辅密封油泵切换时溢流阀响应不够及时常造成冷却润滑密封油系统油压突降,接而导致 了机组低油压联锁停车。 已成为影响全厂安、稳、长、满、优运行的重要隐患。
为了能解决好这原设计上的致命弱点,首先确定了改造的原则:1.选用自力式的控制阀以替代原控制回路(减少中间环节来缩短响应时间);2. 选用自力式的控制阀也必须是响应时间短,反应要灵敏。依据着这样的原则做了大量的控制阀了解、比较与选型,最后拟定了选择由上海源冠自控设备有限公司代理销售的德国舒伯特控制设备公司专利设计制造的GS滑板式控制阀应用在螺杆压缩机油压保护系统。经过改造后的油压保护系统采用的GS滑板式控制阀系列中的自力式溢流阀,在实际使用中完全满足了工况要求,运行良好,达到了预期的目的,消除了隐患。
以上的二个应用实例都说明:由德国舒伯特控制设备公司拥有专利设计制造的GS滑板式控制阀系列完全能在大型旋转机械设备的控制与保护系统中,有着很好的应用。也是GS滑板式控制阀在使用中,受不平衡力小、行程短的特点使得GS滑板式控制阀所配置的执行机构的气容室小,进而显示出响应时间短,反应灵敏的优点;又特别是GS滑板式控制阀泄漏小关闭严密给安全生产和节能降耗提供了有力的帮助。