從風(fēng)機(jī)防喘振對(duì)防喘振閥的要求入手，介紹了FISHER防喘振閥的結(jié)構(gòu)原理，闡明了防喘振閥使用中的調(diào)試方法，例舉防喘振閥在離心風(fēng)機(jī)防喘振控制中的具體應(yīng)用。

一、前言

　　離心風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行到某負(fù)荷導(dǎo)致進(jìn)氣流量不足時(shí)，風(fēng)機(jī)工作出現(xiàn)不穩(wěn)定，這一故障點(diǎn)稱(chēng)為風(fēng)機(jī)的喘振點(diǎn)。超過(guò)該點(diǎn)后的不穩(wěn)定脈動(dòng)工況稱(chēng)為風(fēng)機(jī)的喘振。喘振的危害性極大，運(yùn)行中必須避免其發(fā)生。

　　在一定的排氣壓力下，只要防止風(fēng)機(jī)流量過(guò)小，就能避免喘振。通常工藝管網(wǎng)的阻力線(xiàn)是一定的，所以在工廠(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常采用風(fēng)機(jī)后裝設(shè)防喘振閥放空的辦法來(lái)增大風(fēng)機(jī)流量，使風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)離開(kāi)喘振區(qū)實(shí)現(xiàn)防喘振。

二、鼓風(fēng)機(jī)防喘振控制對(duì)防喘振閥的要求

　　對(duì)于防喘振閥的功能，要求在正常情況下實(shí)現(xiàn)精確的閥位控制，快開(kāi)慢關(guān)；在緊急情況(如風(fēng)機(jī)喘振、失氣和失電情況)下快速打開(kāi)閥門(mén)以保護(hù)風(fēng)機(jī)。具體要求分述如下。

　　1)防喘振閥具有可靠的快開(kāi)性能，一旦壓力過(guò)高，可釋放由于喘振引起的壓力波動(dòng)。

　　2)閥門(mén)具有良好的調(diào)節(jié)性能，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)接近防喘振線(xiàn)時(shí)，能充分調(diào)節(jié)流量以防止喘振點(diǎn)。

　　3)防喘振閥應(yīng)具備靈敏的階躍響應(yīng)，超調(diào)應(yīng)限制在最小，可滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)起動(dòng)和停車(chē)時(shí)的壓力、流量變化。

　　4)防喘振閥控制系統(tǒng)有位置反饋信號(hào)，可監(jiān)控閥門(mén)開(kāi)度。

三、FISHER氣動(dòng)防喘振閥的基本結(jié)構(gòu)

　　防喘振閥主要由閥門(mén)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)特征主要體現(xiàn)在氣路上，如圖1所示。

　　對(duì)于通徑不大于14in(1in=0.0254m)的防喘振閥，通常配用FISHER1061雙作用氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。整個(gè)氣路的功能在正常情況下實(shí)現(xiàn)精確的閥位控制，快開(kāi)慢關(guān)；在緊急情況下(失氣、失電)下快速打開(kāi)閥門(mén)以保護(hù)風(fēng)機(jī)。

　　在正常調(diào)節(jié)狀態(tài)下，電磁閥帶電。對(duì)于雙作用控制系統(tǒng)閥門(mén)正�？刂茣r(shí)，當(dāng)輸入的4～20mA控制信號(hào)增大，數(shù)字式定位器DVC6020的A輸出口(與多路轉(zhuǎn)換器377的A口相連)輸出壓力增大，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器377的B口，快排閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的上腔，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)閥門(mén)向下(通常是閥門(mén)的關(guān)閉方向)關(guān)閉閥門(mén)；當(dāng)4～20mA的控制信號(hào)減小，數(shù)字式定位器DVC6020的B輸出口(與多路轉(zhuǎn)換器377的D口相連)輸出壓力增加，經(jīng)過(guò)多路轉(zhuǎn)換器377的E口作用于氣動(dòng)放大器2625的控制口，氣動(dòng)放大器2625的輸出壓力增加，作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)1061氣缸的下腔壓力增加，執(zhí)行機(jī)構(gòu)1061帶動(dòng)閥門(mén)向上(通常是閥門(mén)的開(kāi)啟方向)運(yùn)行，由于氣動(dòng)放大器2625的放大作用，閥門(mén)開(kāi)啟的速度更快。

　　對(duì)于快開(kāi)功能，首先電磁閥失電，ASCO的三通電磁閥切斷多路轉(zhuǎn)換器的氣路，從而氣路發(fā)生轉(zhuǎn)換，多路轉(zhuǎn)換器377的A—B、D—E切斷，B—C、E—F接通，儲(chǔ)氣罐的氣源壓力直接作用于氣動(dòng)放大器2625，此時(shí)氣動(dòng)放大器2625處于最大流通能力，儲(chǔ)氣罐的壓縮氣體直接進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的下腔；同時(shí)，由于B—C接通，快排閥輸入端失壓，導(dǎo)致快速排氣，并且ASCO的兩通電磁閥也失電開(kāi)啟，加速了執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的上腔氣體的排除，從而實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)快速打開(kāi)的功能。

四、FISHER氣動(dòng)防喘振閥的調(diào)試

　　1.調(diào)試前的工作

　　將閥門(mén)安裝到管線(xiàn)上，按氣路圖將氣源管接好；按電氣接線(xiàn)圖分別將電磁閥、定位器和閥位反饋的電線(xiàn)接好。

　　檢查手輪的位置，是否在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；檢查氣源，氣源壓力在要求的范圍之內(nèi)，并開(kāi)啟氣源；檢查電氣接線(xiàn)，確認(rèn)電壓等級(jí)后送電。

　　2.一般調(diào)節(jié)性能測(cè)試

　　將氣動(dòng)放大器2625的增益調(diào)節(jié)到要求的位置；將快排閥的針閥調(diào)至要求的范圍。

　　給閥門(mén)定位器DVC6020提供4～20mA直流信號(hào)，觀察閥門(mén)閥位是否準(zhǔn)確，閥門(mén)在大信號(hào)變化時(shí)是否有大的振蕩現(xiàn)象，并逐一檢查控制部分氣源管線(xiàn)是否有漏氣(如果漏氣則旋緊它)。如果閥位不準(zhǔn)確，則需要對(duì)閥門(mén)定位器DVC6020作重新調(diào)試。

　　如果調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)閥門(mén)出現(xiàn)連續(xù)不斷的喘振，則需重新設(shè)定多路轉(zhuǎn)換器的TRIP點(diǎn)。如果閥門(mén)出現(xiàn)比所給信號(hào)更大閥門(mén)動(dòng)作的振蕩(如給25%信號(hào)變化，閥門(mén)實(shí)際行程先大于25%信號(hào)所應(yīng)該的行程，然后又慢慢回到25%信號(hào)所應(yīng)該的行程點(diǎn))，則通過(guò)調(diào)節(jié)快排閥的旁路閥(開(kāi)閥減小振蕩)和氣動(dòng)放大器(2625)旁路節(jié)流裝置，但快排閥旁路調(diào)節(jié)閥不能打開(kāi)太多，否則會(huì)影響閥門(mén)的快開(kāi)速度。

　　3.快開(kāi)性能測(cè)試

　　防喘振閥快開(kāi)測(cè)試時(shí)，先對(duì)防喘振閥給定20mA控制信號(hào)，使閥門(mén)全關(guān)。

　　(1)斷電快開(kāi)將兩通電磁閥和三通電磁閥的電源同時(shí)切斷，閥門(mén)快速打開(kāi)。

　　(2)斷信號(hào)快開(kāi)斷開(kāi)控制信號(hào)，閥門(mén)快速打開(kāi)。

　　(3)失氣快開(kāi)氣源壓力低于多路轉(zhuǎn)換器377設(shè)定的TRIP點(diǎn)時(shí)，閥門(mén)快開(kāi)。

　　以上三項(xiàng)測(cè)試的快開(kāi)時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足使用說(shuō)明書(shū)中的要求。

五、FISHER氣動(dòng)防喘振閥應(yīng)用于離心風(fēng)機(jī)的防喘振

　　本例是高爐D1650離心風(fēng)機(jī)的防喘振控制，它由裝設(shè)在風(fēng)機(jī)出口的防喘振閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。防喘振控制目的是改變管網(wǎng)系統(tǒng)的特性，從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)在喘振線(xiàn)右下側(cè)(見(jiàn)圖2)。為確保安全，預(yù)先設(shè)計(jì)一條稱(chēng)為“防喘振線(xiàn)”的保護(hù)曲線(xiàn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況點(diǎn)接近該線(xiàn)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。防喘振控制的實(shí)質(zhì)就是使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在對(duì)應(yīng)流量下的喘振線(xiàn)下方。

　　根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)制造廠(chǎng)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換繪制得出的喘振線(xiàn)如圖2所示，Y軸為出口壓力與進(jìn)口壓力的比值(po/pi)，X軸為工況進(jìn)口流量(Q)，圖2中示出的黑點(diǎn)4為工況點(diǎn)。曲線(xiàn)1為喘振線(xiàn)，我們把喘振線(xiàn)往右移0.5%作為防喘振控制線(xiàn)2，再把喘振線(xiàn)往右移5%，以此作為報(bào)警線(xiàn)3，當(dāng)工況點(diǎn)接近報(bào)警線(xiàn)時(shí)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以提醒操作人員注意。

　　風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行在防喘振報(bào)警線(xiàn)的下方。當(dāng)工作點(diǎn)越過(guò)防喘振報(bào)警線(xiàn)到達(dá)上方，但仍在喘振控制線(xiàn)以下時(shí)，一方面控制系統(tǒng)給出聲光報(bào)警提醒操作人員，同時(shí)要求防喘振閥快速打開(kāi)實(shí)施其調(diào)節(jié)性能，使工作點(diǎn)快速回到防喘振報(bào)警線(xiàn)以下。在工作點(diǎn)下移后減小防喘振閥的開(kāi)度。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行趨勢(shì)得到控制時(shí)，繼續(xù)減小防喘振閥的開(kāi)度，使工作點(diǎn)盡可能地趨近防喘振下移線(xiàn)以獲得風(fēng)機(jī)的更高效率。由于各種原因，風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)在超出防喘振控制線(xiàn)，調(diào)節(jié)控制無(wú)法控制喘振趨勢(shì)，或者接近甚至要超過(guò)喘振線(xiàn)發(fā)生喘振時(shí)，閥門(mén)應(yīng)該在≤0.5s內(nèi)快速打開(kāi)，避免超出喘振線(xiàn)，從而保護(hù)風(fēng)機(jī)。實(shí)際的防喘振控制的邏輯控制算法是與鼓風(fēng)機(jī)的其他控制監(jiān)控功能一并由一套S7—400PLC來(lái)完成，作為防喘振的執(zhí)行器，防喘振閥按照PLC控制程序的思路，可以很好地實(shí)現(xiàn)防喘振的控制功能。

六、結(jié)語(yǔ)

　　本文從離心風(fēng)機(jī)的喘振特點(diǎn)提出了防喘振對(duì)防喘振閥的要求，利用防喘振閥的快開(kāi)慢關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入喘振報(bào)警線(xiàn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使工況點(diǎn)返回非喘振區(qū)，風(fēng)機(jī)進(jìn)入防喘振控制線(xiàn)或發(fā)生喘振時(shí)利用防喘振閥的快開(kāi)性能迅速打開(kāi)，使風(fēng)機(jī)迅速脫離喘振區(qū)。防喘振閥的快開(kāi)慢關(guān)功能在應(yīng)用中發(fā)揮了重要的作用。