SA/CL-1-EP型阀门定位器的在线更换与思考
在工业过程控制系统中，调节阀是调节流体流量的控制装置。能够调节流体的压力，温度，流量，液位等工艺参数。而阀门定位器是调节阀准确定位的重要部件，定位器的好坏直接影响工艺产品的质量以及装置的安全。为了使化工装置正常运行，不停车、在线处理或更换阀门定位器是非常必要的。
下面是在线更换STISA/CL-1-EP定位器及更换过程中出现的问题及思考。
1、PV1021A阀门在流程中的重要性
101JT是燃气透平，燃烧的乏气一部分给一段炉加温，一部分放空。PV1021A、PV1021B是101JT的乏气放空控制阀门，使用STI SA/CL-1-EP阀门定位器。流程示意如图1。
图1 流程示意
PT1197A、PT1197B、PT1197C、PT1059A、PT1059B、PT1059C是该段工艺上的六块压力检测变送器，测量乏气压力，用于联锁控制。
PT1197A、PT1197B、PT1197C三选二产生PALL1197低联锁，低联锁值是0.4kPa(表)。
PT1059A、PT1059B、PT1059C三选二产生PAHH1059高联锁，高联锁值是0.15kPa(表)。
所以PV1021A、PV1021B阀门的开度对工艺生产的影响很大。
2014年4月10日，PV1021A/B两个阀门都处于手动控制状态。PV1021A开度为15%，PV1021B全关。晚上10点28分，PT1021检测压力突然减小，工艺人员立即在DCS上关小PV1021A，但是PT1021的检测压力无变化。仪表人员立即到现场检查阀门，判断该阀门定位器故障，PV1021A打手轮操作，以稳定工艺，之后检查发现该阀门定位器内部控制膜片破裂漏气，导致定位器控制失效。
2、STISA/CL-1-EP定位器的工作原理
SA/CL-1-EP电气定位器由SA/CL-1大流量气动定位器和电气转换器(TYPE 122/WAT-SON SMITH)组成，如图2。
图2 SA/CL-1-EP定位器
SA/CL系列定位器根据力平衡原理工作。当控制气压增大时，它会作用在①膜片上，迫使膜片带动④拉杆及③滑阀向上运动，这样工作气源通过滑阀组(由滑阀和滑阀外套组成)分配到气缸顶部进口，压缩空气不断进入气缸顶部，在气压的推动下活塞向下运动，气缸下端的空气便从滑阀组排向大气，同时带动⑦凸轮片也向下运动，在⑩调整滚柱与凸轮片的机械传动下，反馈转轴⑤会顺时针旋转，从而迫使⑧零点调整螺栓向下压，在②弹簧的传动下，向下的压力传导到膜片上，当气缸到达预定位置，向下的压力与膜片向上的推力达到力平衡时，滑阀便处于平衡状态，这时气缸两端都不会进出气，气缸也就定位在一个位置上。若控制气压发生变化，平衡被打破，气缸再次被重新定位。
3、更换定位器的过程
(1)准备工作
现场查看该阀门执行机构装置的连接情况，如图3。
图3 定位器执行机构示意
PZ1021A是风门挡板，执行机构和挡板之间由转轴连接，连接部件可以活动，而且执行机构的底座也是活动的。将气缸与挡板的连接插销拆除，气缸就处于自由状态，连接的定位器就可以更换校验。在拆卸连接插销前一定要将风门挡板固定死。因为如果挡板随意动作，就可能引起联锁动作，造成装置跳车。
(2)更换定位器
更换定位器相对简单，只需将气源关闭，更换定位器就可以了。
(3)校验
更换完定位器之后，需校验定位器，以确保该风门能够满足工艺需要。用信号发生器(CA71)对定位器加4～20mA信号校验。检验完成后和主控进行联校，该定位器工作正常。
4、校验完成后出现的问题
在完成定位器校验，盖接线盒的盖子时，发现只要将盖子盖住接线盒，在控制电流未发生改变的情况下，定位器就动作，气缸的活塞就移动位置，造成定位不准。反复多次调试都没有解决问题。在准备用内六角扳手紧固接线盒内部的连接件时，发现只要内六角扳手靠近电气转换器磁铁部分，气缸活塞就会动作。这时在没有检查接线盒盖子材质的情况下，误判接线盒盖子有铁的材质，在盖子靠近电气转换器时，与磁铁产生感应，导致活塞动作。于是更换了四氟材料的接线盒盖，但出现同样故障。再次判断故障原因，可能是控制气压力变化，造成活塞动作。将接线盒的电气接头松开，接线盒通大气，盖上盖子，故障消失，说明是控制气压力变化造成活塞动作。但是这时候只是将电气接头松开，根本就没有在接线盒上找排气孔，误认为该定位器设计有缺陷。其实在定位器的接线盒部分有一个排气装置，只是当时这个排气装置的盖子未打开，造成气压变化故障。
5、思考
(1)造成这次更换定位器后阀门出现执行机构活塞移动的故障，说明我们平时没有对该定位器进行仔细研究，犯了经验主义的错误，导致更换过程既浪费了人力和物力(临时加工了一个四氟接线盒盖子)，更浪费了时间，给工艺人员带来长时间不能操作的重大隐患。STI SA/CL系列定位器与其他厂家型号的定位器不同，较多厂家的定位器接线盒和电气转换部分，基本都是分开连接，排气孔都在电气转换和放大器部分，而且排气孔不需要打开，是直接排气。而STI SA/CL系列定位器的电气转换部分在接线盒内部，而且排气孔的盖子需要打开才能排气。
(2)不要无故怀疑设计问题
在没有确认接线盒盖子材料的情况下，就判断使用的是铁材质，会和电气转换的磁铁发生作用，进而影响喷嘴和挡板的距离，使得气缸活塞位置发生变化。
(3)理论与实际的联系欠缺
虽然知道定位器的工作原理，但理论和实际没能很好地结合，没有想到定位器的电气转换部分在接线盒内部。根据定位器的工作原理，该定位器是耗气型，应该考虑排气问题，但是没有考虑，导致接线盒上的排气帽没有打开，使得电气转换的气体无法排除，导致喷嘴和挡板的距离发生变化，使得阀位和信号不能很好地配合。这就需要我们在今后遇到故障的情况下，更多地考虑理论与实际情况，少走弯路。
