炼油与化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第31卷全密度聚乙烯装置反应器温控调温水阀的改造
张燕
（中国石油大庆石化公司塑料厂，黑龙江大庆163714）
摘要：某全密度聚乙烯装置反应器温度控制系统调温水阀因附近设备及管线震动影响，导致
调温水阀频繁出现故障。文中利用AVP202智能定位器对其进行了硬件配置以及故障监控系
统的改进。装置试运行后，达到了预期效果。
关键字：调温水阀；智能定位器；硬件配置；管线震动
中图分类号：TQ050.7文献标识码：B文章编号：1671-4962（2020）02-0049-03
Modification of temperature control and temperature regulating
water valve of reactor in HDPE Plant
Zhang Yan
（Plastic plant of PetroChina Daqing Petrochemical Company,Daqing163714,China）
Abstract:The temperature regulating water valve of the reactor temperature control system of a full density polyethylene plant frequently breaks down due to the vibration of nearby equipment and pipelines.In this paper,AVP202intelligent positioner is used to improve its hardware configuration and fault monitoring system.After the trial operation of the device,the expected effect has been achieved.
Keywords:thermostatic water valve;intelligent positioner;hardware configuration;pipeline vibration
调温水阀是某全密度聚乙烯装置的核心控制部分，直接影响反应器的温度控制，但在装置运行过程中因其特殊工艺特点存在其附近设备及管线震动问题，多次造成调温水阀定位器故障导致装置停车事故，此问题长期困扰装置的稳定运行，同时带来巨大经济损失。
文中阐述了在解决调温水阀故障隐患的改造过程中，使用Azbil公司的AVP3000Alphaplus AVP202型智能阀门定位器对原MASONEILAN公司控制阀进行改造，AVP202其分体式结构独立安装于阀门外部，可以在高震动工况中稳定控制调节阀，并配备阀门故障自诊断系统，保证了阀门的平稳运行，解决了装置运行瓶颈［1］。
1调温水阀改造设计
1.1故障描述及分析
该全密度聚乙烯装置多次出现调温水流量波动，导致反应器温度波动，最终造成装置I型终止停车。技术人员现场确认发现调温水阀故障状态关闭，定位器上报出“FAILSAFE”故障保护信息［2］。
在原因分析过程中，技术人员通过2种手段进行处理：
（1）使用EMERSON/HART475手操器读取该设备故障信息，显示为定位器位置传感器故障。
（2）将阀门定位器拆除进行离线验证分析。在离线验证过程中，借助ValVue Lite故障诊断软件基于HART协议读取故障定位器设备信息并分别对定位器不同条件进行满足条件报警验证。
C列代表当前报警状态，H列代表历史报警状态，见图1。
根据ValVue Lite故障诊断软件对以上测试报警状态逐项进行验证，并将验证情况进行统计分析，见表1。
按照验证情况分析此定位器故障是由位置传感器故障引起，继续拆检位置传感器内部结构，发现该传感
器内部滑线电阻存在机械触点，在高震动环境下可导致触点脱离。在离线验证中模拟了位置传感器滑线电阻触点脱离时的情况，在定位器液晶显示屏上打出“FAILSAFE”故障保护信息，阀门进入失效保护模式，调温水阀门关闭，与现场故障现象完全相同。
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2020年第2期
通过现场手抄器信息和离线验证分析，可以进一步验证调温水阀故障的原因是现场阀门定位器位置传感器因震动过大导致的滑线电阻器触点脱离故障。
图1离线验证分析ValVue Lite软件报警画面表1离线报警验证统计分析
项目操作条件
固件
回路
备件名称
Low Power
Marginal Power
Auto Tune
Air Supply
Actuator Error
Reset
无报警
Position Sensor
数量
输入电源低报警
临界电流报警
自动整定报警
气源供给故障报警
执行机构故障报警
复位警告
位置传感器故障
用途
测试电流低于3.2mA时出现该报警
测试电流3.2~3.7mA间时出现报警
自整定未通过报出
离线测试未安装气源
离线测试未连接阀门执行机构
复位警告
位置传感器故障
按照以上验证情况分析此定位器故障是由位置传感器故障引起，继续拆检位置传感器内部结构，发现该传感器内部滑线电阻存在机械触点，在高震动环境下可导致触点脱离。在离线验证中模拟了位置传感器滑线电阻触点脱离时的情况，在定位器液晶显示屏上打出“FAILSAFE”故障保护信息，阀门进入失效保护模式，调温水阀门关闭，与现场故障现象完全相同。
通过验证分析可确认调温水阀故障的原因是现场阀门定位器位置传感器因震动过大导致的滑线电阻器触点脱离故障。
1.2改造设计思路
分析原调温水阀的故障是由于震动导致的阀门定位器故障，故障的主要现象为阀位传感器滑线电阻器故障［3］。因此本次改造思路为尽量避免震动对阀门定位器的影响，因此对原调温水阀进行改造：
（1）将阀门定位器与控制阀本体分离，阀门定位器与远程位置传感器之间采用铠装电缆连接，定位器和气动元件气源信号全部采用金属软管减震连接。
（2）阀位传感器由原来接触式的滑线电阻器改为涡流感应传感器，见图2。
（3）增加阀门故障监控系统并引入控制室DCS，随时监控阀门状态。
（4）现场增加震动监测探头，将信号引入DCS 系统，随时监控震动状态，避免停车事故，见图3。
按照改造思路，对当前市场定位器进行筛选，最终选定azbil公司的AVP3000Alphaplus AVP202型智能阀门定位器对原调温水阀门进行改造［4］
。张燕.全密度聚乙烯装置反应器温控调温水阀的改造45
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第31卷
图2
调温水阀改造原理
图3震动监测探头改造
1.3AVP3000Alphaplus AVP202定位器
AVP3000Alphaplus AVP202型智能阀门定位器的阀位传感器抗震能力可达10G （5~2000Hz ），是传统定位器的5倍，特别适用于处于强烈震动环境中的阀门。该定位器带HART 协议，便于通过HART 通讯
器在DCS 中组态设置和维护，自诊断功能可随时检查定位器状态并在故障时发出报警［5］。2现场安装及调试2.1备件准备
改造需求材料见表2。
表2改造需求材料
备件
AVP202定位器/套
DN50钢管/m Φ16不锈钢管/m Φ16终端接头/个DN15金属软管/m 一体化振动变送器/台
内容20.51010.54
用途
控制阀门定位器基础立柱
气源管线连接金属软管连接控制阀本体阀门震动检测
2.2现场安装作业步骤
（1）拆除原有阀门定位器；
（2）在新基础立柱上安装AVP202定位器；（3）双作用放大器接入定位器输出口；（4）连接气源软管，放大器输出01随着定位器信号增大而增大，放大器输出02则是随着定位器信号增大而减小，用中间接头接通执行机构；
（5）放大器S 端接入减压阀后端的辅助气源；
（6）气源输入端用中间接头连通减压阀输出；（7）传感器电缆按标接入定位器接线盒；（8）在阀体上安装振动探头支架，将探头拧入支架，并接线。将信号引入控制室；
（9）在DCS 上位机上组态并添加长趋势包；
（10）对振动回路进行联调，投用正常。2.3调试方案
（1）根据调节阀供气要求设定气源压力；（2）调试加载18mA 电流信号；
（3）逆时针90°旋转定位器的调试旋钮进行自整定，开度到87.5%调试完成；
（4）通过275型HART 通讯装置在中心控制室DCS 上对阀门故障监测系统进行组态调试。3结束语
调温水阀改造后已稳定运行12个月，未发生因震动导致定位器故障造成的装置停车事故，保证了装置平稳生产，创造了巨大的经济效益，同时
为同类装置调温水阀抗震性能改造提供了参考。
参考文献：
［1］张宓.聚乙烯装置中反应器温度控制方案［J ］.中国仪器仪表，
2012（1）：114-117.
［2］李宝华.智能阀门定位器的常规模式和基本组成［J ］.石油化
工自动化，2010（3）：61-64.
［3］宋光伟.高压聚乙烯装置脉冲阀控制参数优化［J ］.炼油与化
工，2017，28（6）：61-62.
［4］刘克旺，赵盛基，苗波.高密度聚乙烯装置的球阀改造［J ］.中
国设备管理，1997（5）：20-22.
［5］黄起中.高压聚乙烯装置超高压反应器换热水质控制及改
造［J ］.腐蚀科学与防护技术，2011，23（4）：363-364.收稿日期：2020-02-26
作者简介：张燕，女，工程师，2007年毕业于西安石油大学自动化专业，
reactor软件现从事炼化仪器仪表维护及管理工作。
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