标题PV智能控制阀在输油生产中的应用

在输油生产中，原油进出泵站时是有压力要求的。压力既不能超高也不能过低，以前进出站的压力调节是通过泵的出口阀来调节压力的。随着输油生产自动化程度的提高，这种方法已远不适应站控自动化的要求。为此，在输油生产中采用PV智能阀组成进出站压力调节系统，对提高输油生产自动化和整个输油系统的平稳运行，起到了关键性的作用。

    系统的组成工作框图如图1所示。

    1 软件部分

    如图1所示，点划线以上部分为软件组成部分，是由阀控制器（S32控制器）控制的。有以下几个模块组成：

    进站压力测量值和出站压力测量值两个模块是将变送器模拟信号转换成计算机可识别的数字信号。

    给定进站压力和给定出站压力两个模块是将计算机键盘或S32操作按键信号转换成数字信号。

    反作用模块和正作用模块是根据各自偏差（PV-SP）值进行PID运算输出（AO）控制PV阀，因为一个PV阀要受控于两个信号源，这时为防止出现调节矛盾情况产生设置了关阀选择模块。

    选择模块功能：

    （1）站有开阀要求和出站有开阀要求时，关阀选择模块的输出控制PV阀开。
    （2）站有关阀要求和出站有开阀要求时，关阀选择模块的输出控制PV阀关。
    （3）进站有开阀要求和出站有关阀要求时，关阀选择模块的输出控制PV阀关。
    （4）进站有关阀要求和出站有关阀要求时，关阀选择模块的输出控制PV阀关。

    根据上述结果，正常输油运行时，输量低泵排量大时，PV阀受控于进站压力；输量大为防止管线超压，PV阀受控于出站压力。当管线或整个泵站出现调电停输时，PV阀或根据进站压力或根据出站压力关至最小，进行保护性调节。同时，为防止PV阀出现误关情况，当此阀误关时，速度仅为6~8秒，又可能是很大的原油输量，这时产生的水击作用会非常强，为使该问题得到解决，经过现场调试及研究，故在S32上设90%电信号限制，使PV阀最终停在90%关度的位置上。

    输出模块的设置是考虑到在站控室内可以实现PV阀的手动和自动操作当PV阀处于手动操作状态时，就没有了管线紧急故障的维护。手动/自动切换时要采用合适的操作方法，不使系统产生大的压力波动。

    2 硬件部分

    如图1所示，点划线以下为硬件组成部分。

    PV阀装置是由液压源、电液执行机构、手轮机构和球阀四部分组成。

    液压源位于球阀附近的地面上，电液执行机构位于球阀的顶部，液压源与电液执行机构通过DN20mm不锈钢管加以连接。液压源为动力源，供给电液执行机构压力和流量。

    电液执行机构是电子式电液执行机构，是组成系统核心的重要部分。它可安装在各种阀门上，组成各种电液调节阀门。图2为电液执行机构的内部工作原理图。

    外部油源经过过滤器，进入伺服比例阀。伺服比例阀在控制信号的驱动下，驱动油缸活塞的移动。差动变压器检测出活塞位置，经过调制解调器，一路作为轴位置检测信号，送给电流放大器k2转换为4~20mA的信号用于远方显示，另一路作为反馈信号与控制输入信号比较，比较后的偏差信号，经K3放大后，控制伺服比例阀，及时对轴位置进行修正，直至轴位与输入控制信号完全一致为止。这种闭环负反馈控制，使执行机构输出轴位置始终跟随输入信号变化，实现了执行机构随控制信号大小按比例驱动调节阀的目的。

    球阀具有现场和遥控两种工作方式；当处于现场工作方式时，通过旋转手轮调节球阀的关度。当处于遥控工作方式时，根据调节信号的变化， 由电液执行机构调节球阀的关度。

    3 功能实现

    由工作框图可看出：当进站压力降低于给定值时，压力变送器PT1输出信号减少，测量值PV1减少， PV1-SP1值也减少。由于进站压力调节模块设置为反作用，因此其输出值AO1增加，再经过关阀选择模块和输出模块给调节阀（以下简称为PV阀）。该PV阀是反作用调节阀，即输入控制信号增加，阀门关．因此此时PV阀将关闭，进站压力逐渐上升，当进站压力升至给定值时，PV阀停关。当进站压力升高过给定值时，PT1输出信号增加，PV阀开，若进站压力继续上升，PV阀将开至最大，这种情况是运行时常见的。

    当出站压力升高于给定值时，压力变送器PT2输出信号增加，测量值PV2增加，PV2-SP2值也增加。由于出站压力调节模块设置成正作用，因此其输出AO2增加，再经过关阀选择模块和输出模块给PV阀，该阀关，出站压力逐渐上升，当出站压力降低到给定值时，PV阀关。当出站压力降低过给定值时，PT2输出信号减少，PV阀开，若出站压力继续降低，PV阀将开至最大，这种情况在低输量运行时经常出现。

    4 结束语

    由PV阀组成的进出站压力调节系统在实际应用中取得了很好的效果，在采用这套调节系统的同时，还应在进出站设压力变送器来监测这套压力调节系统的调节情况，以便充分完成输油生产自动化的安全、平稳、运行。