空压机导叶控制系统组成与故障分析

空压机导叶控制系统组成与故障分析

高颍王亚生

（河北省邯钢动力河北省邯郸市复兴区）

摘要：介绍空压机导叶控制系统组成原理以及故障处理方法。

关键词：进口导叶；气动执行器；气动定位器；比例阀

邯钢1#35000Nm3/h制氧机VK125-3型空气压缩机采用德国西门子压缩机公司生产，空透进气采用导叶调节控制。该控制系统有气动执行器(Pneumatic Actuator)、气动定位器(Pneumatic Positioner)、继动放大器(Booster Relay)、；(Proportional Valve)、锁制阀（Block Valve）、位置反馈系统（Position feedback transmitter）、DCS等系统组成。执行机构总貌如图所示：

空压机导叶控制系统失控故障：

1．故障现象：

2006年元月18日，压缩机出口流量开始大幅波动，波动范围由正常1700Nm3/h逐渐增大到16000Nm3/h，无法自动控制后改为手动控制。导叶在手动状态下控制输出由43%—45%，导叶实际开度由53%—28%，增量达25%，空气量由正常的173000 Nm3/h增至186000Nm3/h。关小导叶控制输出由45%—43%，导叶实际开度由28%—53%，减量达25%，空气量由186000Nm3/h减至168000 Nm3/h。主冷液面波动，氩馏分在78%--96%之间波动，粗氩塔冷凝蒸发器无法稳定工作，最终粗氩塔氮塞。

2．故障原因：

该导叶控制系统由DCS根据导叶进口流量经过PID运算，输出4—20mA DC信号控制现场比例阀，比例阀输出标准0.2—1.0kgf/cm2气动信号去控制导叶阀门定位器。阀门定位器按比例输出气动信号，经过继动放

大器输出，控制气缸执行机构,推动导叶动作,来控制导叶进气流量。同时导叶动作行程反馈给阀门定位器，使阀门定位器输出得到动态平衡。其工作原理如下图

工作原理图

从原理图上分析，该故障有可能出在比例阀和阀门定位器。根据故障现象判断属于反馈量小，跟踪慢造成。

3．处理方法：

1．调节比例阀零点，阀门关小一点，变化不明显，随之复位；判断不是由于比例阀造成。（经过事后确认，此判断是正确的）

2．顺时针调节阀门定位器反馈调节螺钉，当阀门关小，说明反馈量增大。

为了保证空压机进气流量不太小，这时要从DCS增大比例阀输入信

号，使阀门开大一点，然后继续顺时针调节阀门定位器反馈调节螺钉，

如此反复调整直到输入与阀门实际开度一致。使反馈量增加至适当位

置，恢复控制的目的。

3．经过上述调节后可以保证导叶正常操作。但是由于这种调节方法是在空压机运转情况下调节的，无法精确调整，最好使阀门定位器零点偏

低点，这可保证在空压机进行保护时，导叶阀能够全关，压缩机处

于安全位置。待日后有机会进行精确调整。

4．在反馈装置的固定螺丝处，漆或胶固定，防止螺丝松脱。

结束语：

现在大型空分设备控制系统越来越先进，尤其是空压机进口导叶控制尤为先进，大多采用国外设备，而空压机进口导叶控制又是空分设备控制的咽喉，因此我们必须掌握它的调整方法，提高事故判断能力，在调试过程中就要摸索事故处理程序，找出处理最佳方法，以便在运行过程中出现事故后，减少不必要停车处理。在日常维护中要经常检查紧固螺丝，气源连接管路是否处于完好状态。