监测管道横截面的方法及实施此方法的调节阀位置调节器技术

一种借助管道（１）内的一调节阀（２）的位置（Ｘ）监测该管道自由的内部横截面（Ａ）缓慢减小的方法，其特征为：在一种介质通过该调节阀（２）的流量基本不变的情况下，在一个第一时刻（ｔ１）确定并储存该调节阀（２）的第一个位置（Ｘ１）；以及至少在一个此后的第二时刻（ｔ２）确定该调节阀（２）的第二位置（Ｘ２）；确定该调节阀（２）的位置（Ｘ）在什么时刻超过一个可预定的阀开度的阈值（Ｓ）；以及，发出一个信号指示此超越和／或超越的时刻。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种借助管道内调节阀的位置监测管道自由的内部横截面缓慢减小的方法，以及一种用于实施此方法的调节阀位置调节器。在工艺过程和能量技术的许多领域，设备的无故障运行取决于管道的状况，尤其取决于当时的过程介质在管道中的通过能力。为了避免付出高代价的非规律性运行中断，合理的是在准备阶段已能识别，管道是否在过程运行中已经堵塞，或管道的自由内部横截面正在缓慢减小。此类缺陷应尽可能在管道堵塞会导致设备停工前的初始阶段中就识别到。通过及时报警可以避免运行故障，优化维护过程，以及采取及时而恰当的对应措施。迄今，当由于堵塞使通过管道的流量突然中断时，多多少少令设备操作员感到惊讶。大多未料到会出现的故障状况造成生产停顿并与之相关联的昂贵的费用开支。一种在准备阶段识别自由的管道截面减小的可能性，是管道的内窥式检查，然而这只能在过程中断的情况下实施并因而意味着严重的浪费。由DE-PS 4342554已知一种监测废气输送系统的方法，该系统包括一个调节阀作为压力控制废气输出的调节机构。借助在废气输出点调节阀的特征线，根据当时的体积流量和经调节的废气压力，确定当调节阀全开时存在的压力。在最大体积流量时产生的最大压力损失，借助调节阀全开时的进口压力和利用特征线确定的出口压力确定，并表示为随时间的函数，以及与最大允许的压力损失比较。当最大压力损失的值接近最大允许的压力损失值时，确定为清洁废气输送系统的时刻。此方法的缺点是，它专门针对废气输送系统的要求设计，以及不能毫无问题地应用于其他管道系统。此外，并没有考虑到，在调节阀全开借助其特征线确定出口压力时，由于增大了体积流量，附加地增加通过管道的压力损失。因此，这种监测不太准确。例如由DE 19947129A1已知一种用于调节阀的位置调节器，它包括一个用于检测该阀位置的位置传感器和一个用于分析评估所检测的位置的装置。在那里介绍了一个系统，用于借助接收的声信号诊断当前的阀状况。声学的检测主要探测一个关闭的阀的漏泄状况。本专利技术的目的是提供一种方法，用于监测管道自由的内部横截面缓慢的减小，这种方法可以在许多过程技术设备中无需高成本地实施，本专利技术的另一目的在于创造一个适用于实施本专利技术方法的用于调节阀的位置调节器。为了达到上述第一个目的，这种前言所述类型的新方法具有在权利要求1特征部分中所说明的方法步骤。在从属权利要求中说明了有利的进一步发展，在权利要求7中则描述了一种适用于实施此方法的用于调节阀的位置调节器。本专利技术的优点是，仅仅借助在调节阀中本来就存在的装置，便可以监测管道的缓慢堵塞或结疤。只是用于由位置传感器(它可看作是位置调节器的组成部分)检测的阀位置值的分析装置，必须为了实施本专利技术方法进行适配。因为这种分析装置通常通过一个含有适用的软件的计算单元实现，所以它只需要调整要由原本就存在的计算单元处理的计算程序。监测功能则可以方便地钝化，只要进行监测的前提条件不成立或有时不成立。尤其在使用一个将通过管道的介质流量调整为常数的调节阀时，在绝大部分运行时间会造成基本上不变的介质流量。通过观察和评估调节阀升程位置随时间的改变，识别管道自由的内部横截面的缓慢减小。若阀在介质流量基本上不变的情况下开度必须大于一个可预定的阈值，则发出一个指示阈值被超越的信号。基于此指示的信号，可以提前采取恰当的针对性措施。例如，此信号可解读为需要维护的通知，从而在过程技术设备的下一个维护周期中清洗或更换管道。由此可以避免运行故障或生产停顿。优选地，调节阀的第一个位置在过程技术设备运行的一开始亦即当管道还没有沉积物时确定和储存。由此，在调节为恒定流量的情况下得出阀的一个开度，该开度取决于设备的不同结构设计可以是不同的。按有利的方式，此方法可以适应具体的应用情况，为此，阈值根据第一个位置规定。在这里，阈值处于阀全开与第一个位置之间的范围内。最佳的位置仍取决于具体的应用情况，尤其取决于沉积速度和维护周期之间的时间间隔。业已证明比较有利并适用于许多应用情况的是，当阀的开度达到超过第一位置的余留调节范围的80％时，发出一个阈值被超越的指示信号。由此是在这样一个时刻进行指示的，即此时在出现调节问题前还存在足够的安全距离，也就是在由于管道内过多的沉积物不再可能调节为恒定的流量之前。因为伴随着长期单调连续的沉积过程也使调节阀的位置相应地长期单调移动，所以例如由于压力波动可能引起的移动过程短时的异常测值，可以通过一个低频滤波器，尤其通过构成一个光滑的平均值，来抑制其对诊断结果的影响。由此在有此类波动时避免提前触发管道监测和提前发出指示信号。当然也可以利用另一些可能性，对在阀开度与管道内沉积之间关系的可信度进行检验。除直接的阈值比较外或作为直接进行阈值比较的替代手段，可以确定调节阀的位置随时间的改变以及预估该调节阀的位置将超过可预定的阈值的时刻。这样做的优点是可以实施更好的维护计划，因为不仅考虑了管道当前的堵塞状况，而且还考虑到自由的内部横截面减小的速度。为了避免过早发出阈值超越的指示信号，可有利地确定在管道内的介质压力，以及当其偏离一压力平均值的偏离量超过允许值时，中断对于管道堵塞的监测。在管道内介质压力的测量和评估，可以借助例如在泵后一个馈给点处简单的压力开关实施。通常在过程技术设备中优选地在管道端部本来就存在压力测量变换器，它的测量值可以无需其他技术性耗费地参与评估。但是若某些压力变化不能避免以及它们可能导致监测过于频繁地中断时，那么比较有利的是，为了抑制压力波动对阀位置的影响进行相应的压力补偿，该压力补偿可以借助阀位置与介质压力的预定关系实施。下面借助表示本专利技术实施例的附图详细说明本专利技术及其扩展设计和优点。附图中附图说明图1表示安装在一管道内的一个调节阀的原理性示意图；以及图2表示在管道的堵塞逐渐增大时所述阀位置的基本变化曲线。在图中没有进一步表示的过程技术设备的一根包括管段1a和1b的管道1内，按图1装入一个阀2，它通过一个与阀座3配合作用的关闭体4的相应行程，控制介质5的流量。所述行程由一个气动驱动器6产生并借助一根阀杆7传给关闭体4。驱动器6通过一轭架8与阀2的外壳连接。在轭架8上安装有一个位置调节器9。该阀具体的位置X通过一位置传感器10检测并输入一分析装置11，后者将此值与一个经一数据接口12由一具有数字数据或模拟数据传输功能的外部数据总线输入的额定值作比较，以及在出口侧控制气动驱动器6以便调整此调节差。额定值通过一个图中未表示的调节器规定为，将通过管道1并因而通过阀2的介质5调整为基本上有恒定的流量。在图示的实施例中，附加地在管道1内装入一台泵13，它产生需要的流动压力。一个压力开关14沿流动方向在泵13之后量取存在于管道1内的介质压力，以及可将一相应的信号15提供给分析装置11，该信号15指示所测取压力偏离一压力平均值的偏离量超出一允许值。为了使各种原因可能引起的阀位置较小的波动，不直接导致触发管道监测，位置信号除了直接输往分析装置11外还可通过一低通滤波器16传给分析装置11。在本实施例中分开表示的用于形成光滑平均值的低通滤波器，当然可以在恰当编程的情况下由分析装置11本身实现。为了说明本专利技术的工作原理，在图1中还在管段1a的区域、在阀2处和在管段1b的区域中，表示了在第一时刻当介质流动时形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯彼得·希尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：