控制阀的三断保护

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1、标题：控制阀的（三断）保护方案及分析 控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源，其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保证。由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。而实际情况是：过程控制系统无法100﹪毫无差错地保证上述气（电）源、信号源（简称三源）正确、连续的提供，因此，在控制阀上要采取相应的保护措施，即控制阀的三断（断气源、电源、信号源）保护措施。     实际上，控制阀的控制方式

2、有许多种，连接的附件又是多种多样的，那么，控制阀的三断保护措施及方案又会各有不同。一般情况下采取三断保护措施的控制阀大多需要有位置反馈装置，输出反馈信号，配有手轮机构，实现故障时的手动操作。本文根据三断保护的不同要求，列举不同的保护方案，并对不同的保护方案进行分析，与业界同行共同探讨。     本文讨论的三断保护方案主要有以下几种：     一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）     二、模拟电－气阀门定位器方案（控制阀配用模拟电－气阀门定位器）     三、电－气转换器+气动阀门定位器

3、方案（控制阀配用电－气转换器+气动阀门定位器）     四、模拟气动阀门定位器方案（控制阀配用模拟气动阀门定位器）     五、智能电动控制阀方案     另外本文还将讨论其他特殊情况下的保护方案。     一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）     其具体方案见图1  图1      本方案主要由气动控制阀、智能电－气阀门定位器、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀等组成。其工作原理如下：     1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信

4、号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。     2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。     3、断信

5、号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电（信号）比较器检测到后，断掉单电控电磁换向阀的电压信号，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。     位置反馈信号由智能电－气阀门定位器给出，无需配用阀位信号返回器。一般情况下，智能电－气阀门定位器本身自带或附加位置反馈模块即可实现位置反馈。     本方案的优点：所

6、用附件相对较少（无需阀位信号返回器），占用空间较小。安装、调试比较方便、简单、快捷。“三断”保护启动时，系统反应较快，动作迅速。     本方案的缺点：电磁阀长期带电，影响使用寿命。整体造价较高，对所配用的附件可靠性要求较高。     二、模拟电－气阀门定位器方案（控制阀配用模拟电－气阀门定位器）     其具体方案见图2图2     本方案主要由气动控制阀、模拟电－气阀门定位器、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。其工作原理与智能电－气阀门定位器方案相同。     位置反馈信号

7、由阀位信号返回器给出。     本方案的优点：“三断”保护启动时，系统反应较快，动作迅速。整体造价比方案（一）低。     本方案的缺点：电磁阀长期带电，影响使用寿命。配用附件较多，安装、调试比方案（一）复杂一些，阀位反馈需另配阀位信号返回器，在配用手轮的情况下，比较复杂。     三、电－气转换器＋气动阀门定位器方案（控制阀配用电－气转换器+气动阀门定位器）     其具体方案见图3 图3     本方案主要由气动控制阀、模拟气动阀门定位器、电－气转换器、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。其工作原理如下：    

8、 1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，用于控制气源丢失的气动保位阀自动关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。     2、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，电－气转换器的输出信号压力同步丢失，用于控制信号丢失的气动保