[发明专利]用于检测控制阀的性能下降的系统和方法

说明书

提供了用于控制阀的自动测试以诊断致动器，包括未配备模拟或离散位置变送器的致动器。阀控制器确认包括处于第一位置的控制阀的涡轮压缩机系统的稳态条件，并向控制阀的致动器发送用于启动部分阀行程的信号以使控制阀从第一位置移开。阀控制器从涡轮压缩机系统中的传感器接收反馈信号，并监测反馈信号相对于稳态条件的变化。当该监测在限定的时间段内检测到相对于稳态条件的变化时，阀控制器向致动器发送用于使控制阀返回到第一位置的信号。当该监测未在限定的时间段内检测到相对于稳态条件的变化时，阀控制器生成报警信号。

背景技术

涡轮压缩机防喘振和蒸汽涡轮机应用中的控制阀通常会在一个位置上保持较长时间段。当阀需要移动时，阀的响应可能会严重退化，或者阀可能甚至根本无法响应。这可能是由于异物在阀的移动和固定元件之间堆积，从而导致阀的摩擦力增大或完全咬死。在某些情况下，当在恒定位置上操作时，阀的致动器可能会出现故障，该故障只有在请求改变位置时才能显现出来。

附图说明

图1是在其中可以实现本文描述的系统和方法的系统的示意图；

图2是根据本文描述的实施方式的使用系统反馈来测试阀循环的过程流程图；

图3是图2的过程流程中的确定是否存在运动前稳态条件的过程流程图；

图4是图2的过程流程中的激活部分阀行程的过程流程图；

图5是图3的过程流程中的确定来自反馈源的反馈信号是否稳定的过程流程图；

图6是根据一种实施方式的使用系统反馈来测试阀循环的方案图；

图7是根据一种实施方式的使用系统反馈来识别稳定条件的方案图；

图8是根据一种实施方式的使用系统反馈来识别稳定信号的方案图；以及

图9是示出图1的系统中的阀控制器的示例性组件的图。

具体实施方式

下面的详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或类似的元件。

本文描述的系统和方法大体涉及控制阀的自动测试。更具体地，该系统和方法涉及识别控制阀(例如防喘振控制阀和蒸汽涡轮机的控制阀)的潜在故障及致动的退化。

在需要改变阀位置之前，可能无法检测到不经常循环的阀的退化。一些控制系统(例如蒸汽涡轮机控制系统)能够提供高频、低幅信号(称为抖动)，该信号被添加到正常控制信号中，从而导致阀的小幅度移动而不干扰系统操作。对于防喘振系统，除了手动改变控制信号然后评估响应之外，目前尚无公认的在操作期间诊断致动器和阀的性能下降的手段。抖动可以被证明在防止阀卡死方面是有效的，但其不能提供任何有关阀或致动器性能下降的信息。手动评估容易受到人为错误的影响，并可能导致过程干扰甚至导致产能损失。

为了提高自动控制系统的可靠性，需要对负载下的自动控制致动器进行诊断。该要求涉及在关闭或打开位置长时间操作的致动器和相关联的阀。例如，涡轮压缩机防喘振阀通常在完全关闭状态下操作，而涡轮机阀通常在完全打开的状态下操作。以前，通过使致动器移动、然后检查所产生的致动器位置反馈信号的移动来进行诊断测试。但是，一些致动器没有配备模拟或离散位置变送器。本文描述的系统和方法提供了一种通过监测包括涡轮机械单元的整个过程的稳态条件来诊断致动器和相关联的阀的方法，该方法允许诊断未配备模拟或离散位置变送器的致动器。