西南油氣田重慶氣礦 楊衛(wèi)東

天然氣生產(chǎn)場站電動執(zhí)行機構(gòu)主要在干線球閥、排污閥、收發(fā)筒球閥和閥室使用，執(zhí)行器出現(xiàn)遠程異?，F(xiàn)象在天然氣生產(chǎn)場站存在嚴重的安全隱患，其故障處理需通過各種檢測方式才能解決。通過分析AUTORK電動執(zhí)行器遠程控制原理和遠程異常原因，提出有效解決方法和建議措施。

天然氣生產(chǎn)場站及閥室不斷引入智能電動執(zhí)行器作為閥門的驅(qū)動裝置，它是工業(yè)過程控制系統(tǒng)中一個十分重要的現(xiàn)場驅(qū)動裝置，其系統(tǒng)較為復雜，涉及到機械、電力電子技術(shù)，通訊等技術(shù)領域，它將系統(tǒng)控制信號轉(zhuǎn)換成輸出軸的多回轉(zhuǎn)、角位移、直線位移來驅(qū)動閥門，實現(xiàn)閥門接通或切斷介質(zhì)流通，改變介質(zhì)流通方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)流量和壓力，保護管道工藝系統(tǒng)中設備的正常運行和檢修期間介質(zhì)的隔離。

智能電動執(zhí)行器故障處理復雜，要準確找出故障點需通過各種檢測方式才能實現(xiàn)。存在故障的電動閥特別在高含硫原料氣井站發(fā)生泄漏、爆管等情況，難以在現(xiàn)場實施有效搶險措施，并對井站周邊居民的生命、財產(chǎn)造成不可估量的損失，存在較大的安全隱患。

1 現(xiàn)場情況

按照《球閥運行維護管理技術(shù)規(guī)定》管理要求，2020年11月對采輸作業(yè)區(qū)生產(chǎn)場站的“兩閥”開展冬季維護保養(yǎng)工作。場站工作主要根據(jù)施工作業(yè)票要求，配合屬地完成管道工藝流程倒換，在屬地監(jiān)督下對閥門進行清潔潤滑、加注清洗液、排污，同時按要求對執(zhí)行器現(xiàn)場手動、就地電動、中心站、調(diào)度室遠程控制等4個項目功能測試和故障處置。

某作業(yè)區(qū)2020年整體化歸重慶氣礦管理，生產(chǎn)場站使用的AUTORK（澳托克）電動執(zhí)行器有60臺，在遠程功能測試中發(fā)現(xiàn)一些用狀態(tài)選擇開關(guān)來停止的電動閥（15%行程），在30S內(nèi)，將狀態(tài)選擇開關(guān)從停止狀態(tài)恢復到遠程狀態(tài)時，電動執(zhí)行器繼續(xù)向關(guān)閥或開閥方向運行。

2 原理分析

2.1 遠程控制方式和控制端子功能

澳托克執(zhí)行器IK系列常用遠程控制接線有4種方式：點動控制、開閥/關(guān)閥自鎖控制、ESD控制、聯(lián)鎖控制方式。遠程控制各輸入端子功能見表1所示。

表1 AUTORK執(zhí)行器IK系列遠程輸入端子功能

圖1 點動控制

圖2 開閥/關(guān)閥自鎖控制

2.2 遠程控制原理

點動或自鎖控制：采用圖1接線方式，執(zhí)行器遠程控制自保持菜單參數(shù)設定為“無效”，執(zhí)行器35號或33號端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號，電動執(zhí)行器點動運行；收到開/關(guān)閥持續(xù)直流信號，電動執(zhí)行器連續(xù)運行，直到閥門在全關(guān)或全開位置，電動執(zhí)行器停止。執(zhí)行器遠程控制自保持菜單參數(shù)設定為“有效”，執(zhí)行器35號或33號端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號，電動執(zhí)行器連續(xù)運行。采用圖2接線方式，執(zhí)行器遠程控制自保持菜單參數(shù)設定為“無效”，執(zhí)行器35號或33號端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號，電動執(zhí)行器連續(xù)運行；執(zhí)行器遠程控制自保持菜單參數(shù)設定為“有效”，執(zhí)行器35號或33號端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號，電動執(zhí)行器點動運行，收到開/關(guān)閥持續(xù)直流信號，電動執(zhí)行器連續(xù)運行，直到閥門在全關(guān)或全開位置，電動執(zhí)行器停止。

ESD控制：當“端子功能0”菜單設置成“ESD”時，執(zhí)行器ESD功能有效，執(zhí)行器25號端子為ESD控制端子。執(zhí)行器收到ESD信號，執(zhí)行器運行方向有三種，需對執(zhí)行器參數(shù)進行設置，當設置為“保位”時，執(zhí)行器在原位停止，其他開閥、關(guān)閥信號均不能控制執(zhí)行器。當設置為“關(guān)閥”時，執(zhí)行器朝關(guān)閥方向運行，其他開閥，停止信號均不能控制執(zhí)行器。當設置為“開閥”時，執(zhí)行器朝開閥方向運行，其他關(guān)閥、停止信號均不能控制執(zhí)行器。

聯(lián)鎖控制：37號端子和38號端子應分別設置為開閥和關(guān)閥有效，聯(lián)鎖控制功能才有效。

3 處理措施

根據(jù)澳托克執(zhí)行器遠程控制原理和故障處理經(jīng)驗，重點檢查執(zhí)行器遠程端子接線和遠程控制設置。用遙控設定器查看遠程控制自保持菜單設定的參數(shù)選擇“無效”，在配電室拉開執(zhí)行器動力電源，打開電源接線盒，觀察到電動執(zhí)行器遠程控制接線方式采用的是開閥/關(guān)閥點動控制，如圖1所示。

綜上所述，執(zhí)行器遠程端子接線采用開閥/關(guān)閥點動控制，遠程自保持設定菜單參數(shù)選擇“無效”，這種控制方式下，執(zhí)行器要連續(xù)運行，必須是遠程輸入的直流信號是連續(xù)的。測試不同行程電動球閥，在33、36號端子（關(guān)閥）或35、36號端子（開閥）之間，用萬用表直流電壓檔分別測量到上位機輸出的24VDC信號持續(xù)20～30s。所以維護人員在現(xiàn)場用狀態(tài)選擇開關(guān)停止遠程控制的球閥后，在直流信號持續(xù)時間內(nèi)，將開關(guān)返回到遠程狀態(tài)，因遠程信號還存在，執(zhí)行器繼續(xù)向開/關(guān)閥方向運行。

4 建議

電動執(zhí)行器遠程控制方式采用圖1控制方式的缺點是一旦上位機及遠程控制信號出現(xiàn)異常中斷，閥門不能正常開閥和關(guān)閥到位。特別是在高含硫原料氣井站發(fā)生泄漏、爆管等情況，更是難以在現(xiàn)場實施有效的搶險措施。建議在不改變接線方式，遠程控制自保持菜單設定參數(shù)選擇“有效”或采用圖2接線方式，來保障執(zhí)行器可靠運行。