自控专业操作维修手册

《自控专业操作维修手册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自控专业操作维修手册（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、自控专业操作维修手册自控专业操作维修手册 北京亚太摩尔自动化设备有限公司北京亚太摩尔自动化设备有限公司 2005 年年 08 月月 10 日日 目目 录录 1 总论总论1 2 自控系统自控系统1 2.1 二号联合站 DCS1 2.2 计量接转站监控系统 7 2.3 控制系统功能 9 3 现场仪表现场仪表13 3.1 温度仪表.13 3.2 液位仪表.14 3.3 流量仪表.18 3.4 阀门.23 3.5 火、气探测部分 25 4 仪表使用维护注意事项仪表使用维护注意事项26 4.1 设备使用规程必须包括的内容.27 4.2 设备维护规程应包括的内容.27 第 1 页 共 28 页 前言前言

2、了解一个系统各部分的运行机理是合理使用系统的关键，并能 够在系统不正常运行时，采取恰当的措施或是可以正确的识别错误。 本操作培训手册的目的就是如此。 本手册仅就自控系统以及现场仪表的通用性能及基本原理作说 明，不能取代厂家详细的技术资料。要想了解具体的技术细节和具 体的操作，请查阅厂家提供的培训手册或技术手册。 1 总论总论 一个完整的控制系统是有三大部分组成的，现场测量变送部分、 集中处理部分、现场执行部分。以下我们就分两大部分逐一介绍， 这两大部分分别是：自控系统：包括过程控制系统（PCS）和火气 系统（F现场仪表：包括过程参数测量变送仪表和现场的气动 阀门以及火、气检测设备。 2 自控系

3、统自控系统 2.1 二号联合站二号联合站 DCS 二号联合站 DCS 包括过程控制系统（PCS）和火气系统 （F B磁感应强度，T; D管道直径，即流体垂直切割磁力线的长度，m; V垂直于磁力线方向的液体流速，m/s; C比例系数，即单位换算系数。 体积流量 Q(m3/S)与流速的关系为： （3.7） vDQ 2 4 将此式带入上面的公式(3.6)中，我们可以得出： (3.8) KQCBQ D EX 4 式中：K仪表常数，取决于磁感应强度 B 和管道直径 D 的 大小。 由上面的公式可以看出，感应电势的大小与体积流量之间具有 线性关系，因而仪表具有均匀刻度。 3.3.3 质量流量计质量流量计

4、前面所说的两种流量计均为测量体积流量的仪表。但是在有些 第 22 页 共 28 页 场合，像原油外输场合，人们更关心流过的质量是多少。因此，就 需要采用质量流量计。 质量流量计分为三大类： 1) 直接式：即检测器输出的信号直接反映质量流量。 2) 间接式：分别检测流体体积流量和密度，通过乘法器的运算 得到反映质量流量的信号。 3) 温度、压力补偿式：即检测流体体积流量、温度、压力，并 根据流体密度和温度、压力的关系，通过计算单元得出流体 的密度，然后与体积流量相乘得到反映质量流量的信号。 此次工程中，我们选用的是直接式质量流量计。直接式质量流 量计的测量原理有很多种，我们选用的是利用哥里奥利力

5、原理进行 测量的质量流量计。 哥里奥利力是指：位于匀角速度转动参照系中的运动物体，对 在转动参照系中的观察者看来，该物体除了要附加惯性力心理的作 用外，还要附加另一种惯性力的作用才能利用牛顿第二定律来描述 物体的运动状态，这种力就是哥里奥利力，简称哥氏力。 质量流量计的测量管为 U 型，测量管在电磁驱动系统的驱动下， 以固有振动频率做周期性上、下振动，当流体流过振动管时，流体 被强制接受管子的垂直运动。在管子向上振动的半个周期内，流入 的流体反抗管子向上运动对其垂直动量的增加，而对管子施加一个 向下的力。反之，流出管子的流体对管子施加一个向上的力，以反 抗管子向上运动对其垂直动量的减少。这就导

6、致了测量管产生扭曲。 在振动的另外半个周期，测量管向下振动，扭曲方向则相反。这样， 测量管受到方向和大小都随时间变化的扭矩，使测量管绕 U 型管的 中轴线做周期性的扭振，这一扭曲现象称为哥里奥里现象。 第 23 页 共 28 页 以管子向上运动的振动半周期为例，设其角速度为 w，则 U 型 管流入侧受到的哥氏力为： （3.9） mvfc2 式中：m测量管中流体的质量； v被测流体流速； w测量管向上方运动的角速度。 质量流量的定义为单位时间流过流通截面的流体质量，即： M=m/t (3.10) 式中：m时间 t 内流过测量管中流体的质量； t流体流过测量管的时间。 对均速流体 fc=2lMw

7、则 M=fc/2lw (3.11) 由于测量管的长度 l 及其转动的角速度均为常数，故 1/2lw 为常 数。令 K=1/2lw，由此 M=Kfc (3.12) 由式（3.12）可知，质量流量 M 与哥里奥利力 fc成正比。当测 量管的结构及其振动的驱动系统确定后，则 K 为已知常量，测得 fc 即可求得质量流量 M。同理，若分析测量管向下运动的振动半周期 并测出管内的流体时，也会得到同样的结论。 3.4 阀门阀门 为了减少各种扰动对控制对象的影响，传感器和变送器会收集 关于过程变量及其与要求的设定点之间的关系的信息，然后由控制 器处理这些信息，并决定必须怎样做才能使的过程变量在扰动发生 后，

8、恢复到正常的范围。控制中，最常用的终端控制元件就是阀门。 第 24 页 共 28 页 阀门又分为很多种，也有不同的分类，从动力源上讲，分为气动、 电动、液动；从执行机构的结构上讲，分为薄膜阀、汽缸阀，从阀 芯的形状上讲，分为蝶阀、球阀。 在此次工程中，我们使用的阀门主要有：气动 V 型调节球阀、 气动 O 型开关球阀、气动开关蝶阀、气动三通阀门。 一个阀门的构成主要有：执行机构、阀体、阀芯以及阀门附件。 我们分别来介绍。 3.4.1 执行机构执行机构 执行机构有很多种：薄膜执行机构、活塞执行机构、电液执行 机构、手动执行机构、齿条齿轮执行机构等等，由于各种原因，当 然，主要是安全因素，一种阀门

9、上面，可能同时存在几种执行机构， 二号联合站内设计的阀门，每个阀门上，同时存在气动活塞拨叉执 行机构和手动执行机构。 所谓气动活塞拨叉执行机构，就是气源通过在活塞的左右两侧 施加压力，推动活塞运动，活塞带动拨叉作旋转运动，拨叉与阀杆 是一体的，因此可以带动阀芯作旋转运动，这样就控制了阀门的开 关。 在活塞拨叉执行机构出现故障的时候，我们可以通过手动执行 机构，也就是手轮来控制阀门的行程。 3.4.2 阀体阀体 简而言之，阀体阀门的外壳，就是用来安装阀芯、阀杆、执行 机构以及阀门附件的装置，它需要具备以下功能： 1) 包含流体而没有外部泄漏。 2) 能够承受过程中介质的冲刷性、腐蚀性、温度和压力

10、的影响。 3) 具备相应的连接端形式以与相邻的管道相配合，并建立执行 第 25 页 共 28 页 机构连接方式以使得执行机构的推力传递给阀芯连接杆或旋转阀轴。 4) 根据阀芯的结构，提供匹配的阀座，确保泄漏量达到设计的 要求。 阀体也有很多种，有单座阀体、双座阀体、平衡阀芯笼式阀体、 三通阀体、旋转阀阀体等等。不同的阀体内部还有很多差别，主要 是根据不同的工艺情况进行选择。 3.4.3 阀芯阀芯 阀芯的结构直接影响阀门的流通能力，不同的阀芯结构适用于 不同的场合。在此次工程中，对应于需要调节的场合，我们选用的 是 V 型球阀，V 型调节球阀可调范围很宽，可以达到 1:100 甚至更 高，适用于

11、连续控制系统，其流量特性近似于等百分比；而且球阀 适用于高黏度、颗粒状和污秽流体的场合。需要切断的地方，我们 选用的是 O 型开关球阀和开关蝶阀，由于 O 型球阀的流通能力好， 在全开的时候，带来的压损很小。但是对于口径大于 200 的管道， 因为球阀自身重量太大，带来维修的不便，因此选用蝶阀。可以在 12s 内全开或是全闭，泄漏等级达到 ANSI VI，可以在正常生产的过 程中或是在危险、故障时可达到截流的目的。在污水处理部分以及 消防部分，我们选用的是开关蝶阀，在出现火灾情况的时候，可以 迅速打开阀门，喷射冷却水和泡沫液。在需要选井计量的场合，选 用三通球阀，T 型通径，用于改变流体的流向

12、。 3.4.4 阀门附件阀门附件 阀门附件包括很多，例如：阀门定位器、阀位开关、电磁阀、 过滤减压阀等等。过滤减压阀是所有气动阀门都有的，调节阀还包 括阀门定位器，用于阀门行程的精确定位，并能够返回阀位信号 （420mA）；开关类的阀门配备有电磁阀和两个阀位开关，通过对 第 26 页 共 28 页 电磁阀的开关控制，控制阀门的开关，阀位开关分别输出阀门开/关 两种状态触点。 3.5 火、气探测部分火、气探测部分 火、气探测是站区安全系统的一个重要部分。火、气探测部分 对可能存在的危险气体泄漏和火灾进行自动检测和报警，在火灾情 况下手动启动相应的消防灭火系统，为操作人员和生产设施提供安 全保障。

13、火、气探测系统独立于工艺测控系统，由分布在各区域的 火/气探测元件、现场手动报警按钮以及安装在值班的火气系统 （F&G）组成。火气系统的具体介绍详见 2.3 节。下面我们具体介 绍一下现场的火、气探测元件。 火、气探测元件包括： 感烟探头：主要设置在配电间和房间走廊内。 火焰探头：主要设置在油罐上。 可燃性气体探头：主要设置在站区原油处理设备和集输管线处 可能泄漏的部位附近。 手动报警按钮：主要设置在站区主要的设备和房屋附近。 3.5.1 感烟探头感烟探头 感烟探头采用离子式感烟探头，这种探头有发射离子室和探测 室两部分。在设备受高温作用或有危险火源时，会有烟雾产生，烟 雾进入探测室，烟雾微粒

14、与离子室发射的离子碰撞而使离子电流发 生变化。当这种变化达到设定值时，输出触点闭合信号至火灾盘报 警。感烟探头也配有编码底座，可现实报警点位置。 3.5.2 火焰探头火焰探头 火焰探头采用红外传感器和紫外传感器共同进行探测。这两个传感 器并列的安装在一起，当两个传感器同时检测到火焰时，就会输出 第 27 页 共 28 页 一个继电器信号或者 420mA 信号报告火灾情况。 火焰探头上面分别有两个 LED 指示灯，不同的组合有不同的状态指 示；同时对应于 420mA 不同电流值的有不同的含义。具体参考厂 家提供的产品手册。 3.5.3 可燃气体变送器可燃气体变送器 可燃气体探头采用催化燃烧型敏感

15、元件。当可燃气体进入探测 器时，探测电路内的电桥电阻元件与气体分子发生催化反应，产生 无焰燃烧，使电阻值随分子浓度而变化，该电阻臂的电流也发生变 化，测量桥路输出不平衡电位至放大器，经转换形成 420mA 信号 供远传。火气系统接收 420mA 信号，根据报警值设定，在报警点 报警。 3.5.4 现场手动报警按钮现场手动报警按钮 罐区设有多个手动报警按钮，均为防爆型（防爆等级为 Exd）按 钮，值班室设有手动报警按钮，带有编址单元，且为“击碎玻璃” 型。一旦有人发现火灾，可击碎玻璃，按下按钮报警。 4 仪表使用维护注意事项仪表使用维护注意事项 设备使用、维护规程是根据设备使用、维护说明书和生产

16、工艺 要求制定，用来指导正确操作使用和维护设备的法规。 4.1 设备使用规程必须包括的内容设备使用规程必须包括的内容 1) 设备技术性能和允许的极限参数，如最大负荷、压力、温度、电 压、电流等； 2) 设备交接使用的规定，两班或三班连续运转的设备，岗位人员交 接班时必须对设备运行状况进行交接，内容包括：设备运转的异 常情况，原有缺陷变化，运行参数的变化，故障及处理情况等； 3) 操作设备的步骤，包括操作前的准备工作和操作顺序； 第 28 页 共 28 页 4) 紧急情况处理的规定； 5) 设备使用中的安全注意事项，非本岗位操作人员未经批准不得操 作本机，任何人不得随意拆掉或放宽安全保护装置等； 6) 设备运行中故障的排除。 4.2 设备维护规程应包括的内容设备维护规程应包括的内容 1) 设备传动示意图和电气原理图； 2) 定时清扫的规定； 3) 设备使用过程中的各项检查要求，包括路线、部位、内容、标准 状况参数、周期(时间)、检查人等； 4) 运行中常见故障