BIFFI电动执行机构投运前调试研究

2022-09-11

1.引言

随着各大油气田整体管网需求及自动化程度的逐渐增强,新建或改扩建站场中大口径阀门普遍设计安装了电动执行机构,以提高先进设备在输气站场的应用。抓好投运前设备检查重点环节、把控投运前设备质量管理等要素直接关系着后期设备运行本质安全,我们必须加以重视。

2.BIFFI电动执行机构概况

BIFFI电动执行机构主要以三相交流电源为动力,接受统一的标准直流信号,用于把阀门驱动至指定位置,其中还设有电磁限位和机械限位双重保护来完成自动调节的任务,可以实现对阀门进行就地及远程电动控制多种功能。目前各大油气田站场使用最为广泛的是BIFFI“ICON2000”系列,下面就对其结构、分类进行简要介绍。

结构:BIFFI“ICON2000”系列电动执行机构由意大利的BIFF公司生产,电动执行机构是自动化仪表的三大组成部分(检测设备、调节设备和执行设备)中的执行设备,完整的BIFFI电动执行机构主要由操作面板、端子箱、电机及蜗轮蜗杆组成,作为阀门驱动及执行装置,它主要利用手轮或者电机的正反转来实现阀门的开关,可以实现对各类阀门进行就地及远程电动控制。

3.电动执行机构投运前检查调试

在新建或改扩建工程中,电动执行机构以及配套阀门、自控系统、配电箱等装置,普遍是由对应厂家直接发货至现场进行装配。由于各类设备功能的差异性,装配后存在着不完全匹配的可能,一般需要现场对执行器限位、电源板接线以及通讯信号进行检查,保证整体设备的正常工作。同时,由于在电动执行机构出厂时只有基本参数设置,因此,在电动执行机构安装后,必须还对执行器中的参数进行实用型的设置。一是按其相配阀门的形式进行调试;二是要进行与各自站场中的站场自动化采集控制系统相结合的参数设置。以下就分别对电动执行机构投运前检查调试要点进行介绍。

(1)设备选型检查

①设备功能性检查

对于球阀、蝶阀等开关型阀门,必须选用开关型电动执行机构,执行器只记忆阀门全开全关两个位置;对于调压阀、截止阀等调节型阀门,则需要选用调节型电动执行机构,执行模拟量的输入、输出指令,执行器能进行0%-100%开度控制。两种类型电动执行机构的主板、工作控制信号均不同,在选型时应确定好电动执行机构的工作形式,必须与阀门类型保持对应,否则在控制系统中不适配,且难以修改,直接导致阀门无法站控、电动操作。

②设备完好性检查

电动执行机构安装到阀门后,需要对已安装设备进行完好性检查。一是检查电动执行机构的手轮、防爆管是否安好齐全,法兰螺栓、注油嘴是否松动;二是确认电动执行机构能够正常通电,主板碱性电池电量充足。其中,电缆和穿线管的密封应按国际标准或对执行机构认证的规定进行。特别是对于用于危险场合的认证设备,其密封的方法需符合相应的标准,并且电缆密封隔兰、接头也必须认证并有单独的防爆证书。电缆隔兰必须达到至少IP68防护等级。线缆进端的防爆管必须用防爆胶泥堵死,否则设备投运后空气会直接进入端子箱内部,引发负责接收远传信号的端子板受潮损坏,造成远传控制失灵。

③设备额定型号检查

由于电动执行机构是接收电流输入的装置,输入电流必须达到其额定值方能正常工作。而为其提供电流的配电箱、电力电缆等配套设备的型号选择尤为重要,若配套电力设备电气参数无法达到电动执行机构输入电流要求,极易造成配电箱内开关跳闸、保险丝熔断等问题。检查配电柜型号时,要注意柜中控制开关是否与现场电动执行机构一一对应,其额定电流参数要保证不小于电动执行机构的额定电流(In)。针对电动执行机构的铜芯电缆,则要现场检测其横截面积,并将其转化计算为电缆载流量。电缆载流量也必须要大于电动执行机构的额定电流(In),如无法满足,则需更换横截面积更大的通信电缆。所以,在配套电力设备选型检查过程中,遵循一条最简单的原则:宁可选大,不能选小。

(2)设备调试

①限位设置

限位就是阀门的开关极限位置,由于电动执行机构与阀门分属不同厂家,通常执行器在安装到阀门上后,执行器出厂设置并不能控制阀门开关到位,需要对执行器限位进行调试,通过阀门的机械限位来调整执行器的电子限位。

“ICON2000”电动执行机构提供了两种限位调试方式-位置停与力矩停,对于角行程与直行程设备,分别需要选择不同的限位方式。

位置停的调试方式即对执行器设置全开(100%)与全关(0%)两个极限位置,阀门在开关至对应位置时自动停止。操作方式为:进入设置状态,在“STROKE LIMITS CHANGE”(行程设置)中将阀门关闭旋转方向设置为顺时针(CW),在“CLOSE LIMIT BY”中选择阀门的限位方式为POSITION (位置停),按住“CLOSE”按钮操作执行器关闭阀门直至达到阀门的机械全关位;随即将阀门开启旋转方向设置为逆时针(CCW),“CLOSE LIMIT BY”中选择阀门的限位方式为“POSITION”,按住“OPEN”按钮操作执行器关闭阀门直至达到阀门的机械全开位,执行器主要记忆开关的点位置。力矩停的调试步骤与位置停类似,只是在阀门的限位方式设置时选择“CLOSE LIMIT BY”和“OPEN LIMIT BY”选择“TORQUE”(力矩停),阀门开关到极限力矩后停止,执行器主要记忆开关的极限力矩位置。这样完成执行器的限位调试后,阀门方能进行正常开关。

②扭矩设置

扭矩调试的主要目的是使电动执行机构输出的力矩能够达到驱使阀门进行转动动作的任务。执行机构打开或关闭方向的输出扭矩设置范围是铭牌上标注的公称扭矩的40%-100%。操作方式为:进入设置状态,在“TORQUESET-UP CHANGE”(力矩设置)中按“CLOSE”按钮调整阀门开关的扭矩值。注意,扭矩设置值保证阀门能够正常动作即可,扭矩设置偏小会引起执行器报警,阀门无法动作;扭矩设置偏大,执行器启动输出力矩变大,在投运长期使用后,一方面会导致执行器与阀门连接内六角螺母松动,出现执行器动作时摆头;另一方面,在阀门有所卡滞情况下,大力矩很容易造成电机过热以及齿轮箱内承力轴承破损等问题。

③远控设置

电动执行机构在就地电动、手动功能均设置正常后,要达到从站内值班室以及处调度室直接远程控制的目的,还需要对执行器远控参数进行设置。首先,我们需要将端子箱内的远控接线法设置到电动执行机构,针对“ICON2000系列”执行器,输气处站场基本采用的三线制接法(OPEN,CLOSE,COMMON),其设置方式为:进入设置状态,在“REMOTE CONTROL”(远程控制)下的“VEIWandSET-UP”中选择“3wires”。随即在下一个提示中选择 “latched instant reverse”,通过上述方式设置完全后,电动执行机构即可接收远程信号,并进行对应动作。

4.总结

电动执行机构的投运前检查是设备投运前的最后一道关卡,也是我们设备管理中最关键的环节,关系到设备的安全正常运转及管网稳定运行。及时发现和消除设备隐患,有效降低电动执行机构的故障率,延长电动执行机构的使用寿命,增加管网运行的可靠性,为开展后期设备管理工作建立良好基础。

摘要：随着输气站场的大量使用,电动执行机构已成为目前生产现场阀门常见的重要驱动装置,对其投运前的检查调试、使用维护及故障处理分析是保证站场设备安全、平稳运行的重要课题。本文作者通过参与数次大型工程投运经验,并结合技术管理工作总结,以目前较为常见的BIFFI ICON2000型电动执行机构为例,就其投运前的检查调试、维护管理等提出相应建议,以期对今后更好的应用电动执行机构提供一定理论基础。

关键词：电动执行机构,检查调试