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1、主风机防喘振阀的控制结构解析摘 要介绍主风机防喘振放空阀的控制结构，以及双保险电磁阀的结构原理。关键词: 喘振 衔铁挡板 动喷嘴.前言我公司二催化主风机的防喘振控制系统虽经 ESD 改造后，控制部分的安全性 和可靠性都得到了提高，但现场的执行机构部分放空阀系统却还是将近 20 年前 的老设备。由于使用率很低，故障率非常小，检修周期长，自保精度要求严，分 解调试的机会很少，所以在本次检修期间，从联锁逻辑关系，控制原理，自保顺 序，输出通道以及接线端子到现场执行机构和附属件都仔细、严谨地进行了安全 性、可靠性和精确性的测试、评估。对电气阀门定位器的喷嘴挡板机构进行了 更换，对双保险电磁阀的线圈衔铁
2、进行了时功率监测评估，对阀体可动部件进行 了研磨除锈并润滑。下面笔者就整体控制回路对结构进行深入解析。1.主风机防喘振放空控制回路构成如图 1 所示防喘振自动控制曲线和手动操控器在 TPS 系统控制模块上组态完成，通过FTA接线端子输出420mADC模拟控制信号，通过电气转换器链接到现场的气动 阀门定位器，实现可调整的连续的实时控制功能。定位器输入风压 1.4 kgf/cm2 双输出通道输出风压0.2l.Okgf/cm2，分别接入气缸上下进气端，双向控制推 动活塞带动推杆丝杠做直行程运动，丝杠传动齿轮盘做角行程运动，齿轮盘传动 旋转轴带动蝶阀阀芯蝶板做090度的行程开闭。风线管为8mm紫铜管，
3、气动功 率放大器为双喷嘴挡板机构，动态平衡快速，稳定，波动小。定位器的实际安 装在旋转轴上，旋转轴带动定位器的机械反馈凸轮，使定位器输出动态的稳定、 平衡。1.主风机防喘振放空阀联锁回路构成防喘振联锁控制方案在ESD系统内组态完成。它的任务是快速打开防喘振阀, 输出命令通道只有一个DO点，就是打开防喘振阀。现场有两个双保险电磁阀， 各有单独的控制电缆，如何实现通道接线的呢？这要从气缸阀的动作原理要求上 分析，工况正常时，联锁不动作，阀门开度由主风流量防喘振调节回路控制；工 况异常时，联锁动作，两个双保险电磁阀同时带电打开，阀门快速开启，卸载， 保护机组安全。可见，电磁阀的动作是同步的，用一个多
4、触点中间继电器就可实 现一分为二了。ESD卡件DO输出接中间继电器ZCR的线圈端子1413， 1#24VDC电源，ZCR常开触点5-9, A电磁阀线圈串接成一个回路，2#24VDC电源, ZCR常开触点8-12, B电磁阀线圈串接成一个回路，这样就分别构成了两个单独 的同步控制回路。我们希望回路动作可靠，精准，而且保险，这样，我们可以让 两个回路组成双重交叉冗余结构，方法很简单，把中间继电器ZCR的两个动触点 5和8短接，在控制室侧的端子排上，把接A、B电磁阀线圈的正极的两个端子 短接就可以了。1.双保险电磁阀的结构、动作原理结构的最大特点就是两个电磁先导阀并联在一起。当先导阀线圈都不带电时，
5、 入口带压介质进入通道阀的的下环形围腔，通过节流孔向通道阀的上腔空间和先 导阀环形腔充压。先导阀内的衔铁的上端面受力=弹簧预紧力+衔铁端面积*介质 压强；衔铁下端面受力=（衔铁端面积 喷嘴断面积） * 介质压强。可见，上、 下端面的压力差=弹簧 预紧力 +喷嘴断面积 *介质入口压强 ，先导阀泄压孔关 闭。这样，导通阀的上腔形成节流盲室，导通阀上腔膜片受力=弹簧预紧力 +膜 片面积 *介质入口压强；导通阀的下腔受力=入口环形带面积 * 介质入口压强 + 出口圆形带面积 * 介质出口压强。这里需要讲一下，先导阀的应用多是介质 的入口、出口初始压差很大的场合，当初始出口压力大于入口压力时，电磁阀反
6、向安装即可，道理是一样的。从而可以看出，导通阀上腔膜片的受力至少比下腔 膜片的受力大一个弹簧预紧力。正常情况下，如果先导阀线圈带电后，出口压力 趋于接近入口压力或其他原因引起出电磁阀出口压力大于入口压力，那么，导通 阀膜片的上腔受力始终是大于下腔膜片受力的，导通阀会关闭，起到止逆的作用， 可以有效防止介质倒流。当某一个电磁线圈带电后，情景如图3所示，电磁力克 服弹簧预紧力和喷嘴截面积 * 介质入口压强产生的压力，使衔铁向上运动，离 开喷嘴，先导阀环形腔和导通阀上腔内的压力通过泄压孔快速释放到介质出口处， 介质入口压力克服压紧弹簧力，顶开导通膜片，快速流向介质出口，完成导通任 务。两个电磁线圈同
7、时带电或另一个电磁线圈单独带电与上述情形是一样的，双 保险的含义就是至少保证有一个电磁线圈带电动作。两个行程位置会讯器以DI 点输入ESD，作为下一步动作的触发条件。1.关于运行和检修与维护的几点说明防喘振阀在正常运行期间，由防喘振调节回路控制阀门开度，故障率指标控制非常严格。当有喘振条件触发时，自保动作。两个控制回路作用在一个阀门上又互不影响，动作执行上没有优先级。当自保动作后，如图1所示，动力风入口与阀门定位器的输出口1是连通的，动力风的压力远比定位器的输出压力高，所 以动力风会从定位器的喷嘴反向喷出，喷嘴内径小，又有挡板覆盖，濨濨的响声 很大，有时带有尖利的哨音。对喷嘴挡板机构的线性度冲
8、击很大，所以，自保 每次动作后，都要重新校准定位器。双保险电磁阀动作时，有一个电磁阀好用就 行了，但是在复位时，有一个好用就不行了，必须两个都好用才能投运。阀体检 修时要整体拆卸，检测线圈电阻值在 200300 欧默之间为好用，擦洗并润滑膜 片可动缸套组件，通透节流孔，检视膜片密封胶片有无开口、裂痕，老化，严重 的要及时更换。检查膜片压紧弹簧刚度，有无锈蚀，恢复能力不好的也要更换。 先导阀也要整体拆卸，通透节流孔和泄压孔，擦洗衔铁表面污迹，特别是端面挡 板和泄压孔喷嘴结合处，不能有粘性物质。检查预紧弹簧的恢复能力。擦拭衔铁 导航柱与导航孔，保证可动部件的灵活，不黏滞。底座的密封胶圈要检查弹性， 不好的也要更换。传统的继电保护逻辑已经逐步进行整改，升级成故障安全型了 连锁保护。相应的继电器常闭触点选择，电磁阀在气路上的安装位置的改变，在 后续文章中介绍。结语这种双保险电磁阀虽然很老旧了，以至于很多人对其不太了解，其外观很容 易使人把它当做双电式开关电磁阀，交叉冗余的接线方式，让人感到凌乱，找不 到头绪。但是安全性和可靠性都很好，所以使用价值还是很高的。现在的电磁阀 形式、规格多种多样，性能很高，价格也高，但我车间坚持修旧利废，自己修件 组装，进行性能测试，准确性和安全性都非常好，这在一定程度上也为公司节约 了很多资金。
