बिजली की हानि के दौरान पावर-प्लांट वाल्व नियंत्रण के लिए फेल-सेफ इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स

बिजली उत्पादन सुविधाएं शीतलन जल, ईंधन-समर्थन प्रणालियों, वेंटिलेशन लाइनों और जल-उपचार प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रिक वाल्वों पर निर्भर करती हैं। जब बाहरी बिजली की आपूर्ति विफल हो जाती है, तो एक मानक इलेक्ट्रिक एक्चुएटर अपनी अंतिम स्थिति में रुक सकता है। यदि वह स्थिति प्रक्रिया की आवश्यकता से मेल नहीं खाती है, तो अलगाव, उपकरण शीतलन या सिस्टम रिकवरी प्रभावित हो सकती है।

एक फेल-सेफ इलेक्ट्रिक एक्चुएटर बिजली की विफलता का पता लगाने के बाद वाल्व को पूर्वनिर्धारित स्थिति में ले जाने के लिए संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करता है। हालांकि, सही सुरक्षा स्थिति पूरी तरह से खुली, पूरी तरह से बंद या अंतिम कमांड की गई स्थिति हो सकती है। इसे हर वाल्व पर एक नियम लागू करने के बजाय प्रक्रिया जोखिम मूल्यांकन के माध्यम से निर्धारित किया जाना चाहिए।

फेल-क्लोज कई अलगाव कर्तव्यों के लिए उपयुक्त है, लेकिन यह पावर प्लांट में एक सार्वभौमिक आवश्यकता नहीं है।

विशिष्ट उदाहरणों में शामिल हैं:

• खतरनाक मीडिया को अलग करने वाले वाल्वों को बंद होने की आवश्यकता हो सकती है;

• शीतलन-जल या अग्नि-जल वाल्वों को खुला होने की आवश्यकता हो सकती है;

• कुछ मॉड्यूलेटिंग वाल्वों को अचानक प्रक्रिया परिवर्तन से बचने के लिए जगह पर बने रहना चाहिए;

• वेंटिलेशन डैम्पर को निकास, धुआं नियंत्रण या उपकरण शीतलन के लिए विभिन्न स्थितियों की आवश्यकता हो सकती है।

इसलिए परियोजना विनिर्देश को एक्चुएटर मॉडल और ऊर्जा-भंडारण प्रणाली का चयन करने से पहले फेल-ओपन, फेल-क्लोज या फेल-इन-प्लेस को परिभाषित करना चाहिए।

सामान्य संचालन के दौरान, आंतरिक नियंत्रण सर्किट एक सुपरकैपेसिटर या बैटरी को चार्ज करता है। जब यह पता चलता है कि बाहरी आपूर्ति डिस्कनेक्ट हो गई है, तो यह मोटर आपूर्ति को संग्रहीत-ऊर्जा उपकरण में स्थानांतरित कर देता है और वाल्व को प्रीसेट सुरक्षा स्थिति में चलाता है।

DCL फेल-सेफ मॉड्यूल DC24V आपूर्ति के साथ काम करता है। एक्चुएटर आकार के आधार पर, छोटे मॉडल सुपरकैपेसिटर का उपयोग करते हैं जबकि उच्च-टॉर्क मॉडल बैटरी का उपयोग करते हैं। उत्पाद प्रलेखन कम से कम चार पूर्ण-स्ट्रोक संचालन के लिए संग्रहीत ऊर्जा निर्दिष्ट करता है।

जब बाहरी बिजली वापस आती है, तो एक्चुएटर फेल-सेफ स्थिति से बाहर निकल जाता है और सामान्य ऑपरेटिंग मोड पर लौट आता है। वाल्व स्वचालित रूप से अपनी पिछली कमांड पर वापस आता है या नहीं, इसे नियंत्रण तर्क और प्लांट इंटरलॉक द्वारा परिभाषित किया जाना चाहिए।

DCL डिजाइन इलेक्ट्रिक मोटर को संचालित करने के लिए सुपरकैपेसिटर या बैटरी का उपयोग करता है। यह एक यांत्रिक स्प्रिंग-रिटर्न एक्चुएटर नहीं है। ये प्रौद्योगिकियां रिटर्न समय, उपलब्ध टॉर्क, रखरखाव आवश्यकताओं और ऊर्जा-भंडारण विधि में भिन्न होती हैं, इसलिए 'स्प्रिंग रिटर्न' और 'बैटरी बैकअप' का परस्पर उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।

संग्रहीत-ऊर्जा प्रणालियों को बैटरी वोल्टेज, ट्रिगर रिकॉर्ड और ऊर्जा-भंडारण स्थिति के निरीक्षण की भी आवश्यकता होती है। एक फेल-सेफ एक्चुएटर प्लांट आपातकालीन बिजली प्रणाली, इंटरलॉकिंग तर्क या सुरक्षा-उपकरण डिजाइन को प्रतिस्थापित नहीं करता है।

बिजली की विफलता के दौरान, संग्रहीत-ऊर्जा प्रणाली को अभी भी वाल्व के वास्तविक ऑपरेटिंग टॉर्क को दूर करना होगा। साइजिंग में वाल्व निर्माता के अधिकतम टॉर्क का उपयोग करना चाहिए और लंबे निष्क्रिय अवधियों के बाद विभेदक दबाव, सीट डिजाइन, जमा और उच्च ब्रेकअवे टॉर्क पर विचार करना चाहिए।

DCL प्रलेखन वाल्व परीक्षण टॉर्क के लगभग 1.1 से 1.3 गुना चयन करने की सलाह देता है। एक्चुएटर ऑपरेटिंग समय को भी प्रक्रिया प्रतिक्रिया आवश्यकता को पूरा करना चाहिए। उच्च टॉर्क अकेले यह पुष्टि नहीं करता है कि वाल्व आवश्यक समय के भीतर अपनी सुरक्षा स्थिति तक पहुंच जाएगा।

एक ऑन-ऑफ फेल-सेफ कॉन्फ़िगरेशन ओपन और क्लोज कमांड के लिए निष्क्रिय स्विचिंग सिग्नल का उपयोग कर सकता है और पूरी तरह से ओपन और पूरी तरह से क्लोज्ड स्थिति के लिए निष्क्रिय संपर्क प्रदान कर सकता है। मॉड्यूलेटिंग कॉन्फ़िगरेशन 4-20 mA इनपुट और आउटपुट का समर्थन करते हैं, जिसमें चयनित संस्करणों पर 2-10 VDC या 1-5 VDC उपलब्ध है।

Modbus RTU वाल्व-स्थिति निगरानी, ​​बैटरी-वोल्टेज रिपोर्टिंग और फेल-सेफ ट्रिगर रिकॉर्ड का समर्थन कर सकता है। इंजीनियरों को अभी भी यह निर्धारित करना चाहिए कि पूर्ण साइट पावर विफलता के दौरान कौन से सिग्नल उपलब्ध रहते हैं।

आउटडोर शीतलन-जल, पंपिंग और उपचार प्रणालियों में DCL वेदरप्रूफ रेंज का उपयोग किया जा सकता है, जो मानक के रूप में IP67 है और चयनित कॉन्फ़िगरेशन पर IP68 उपलब्ध है। ईंधन-हैंडलिंग क्षेत्रों या ज्वलनशील गैसों वाले स्थानों के लिए एक अलग खतरनाक-क्षेत्र मूल्यांकन की आवश्यकता होती है। DCL विस्फोट-प्रूफ रेंज में IP68 एनक्लोजर और क्लास I, डिवीजन 1 कॉन्फ़िगरेशन शामिल हैं।

प्रवेश सुरक्षा, विस्फोट सुरक्षा और फेल-सेफ ऑपरेशन अलग-अलग चयन आवश्यकताएं हैं। एक दूसरे को प्रतिस्थापित नहीं करता है।

DCL वेदरप्रूफ रेंज 16 से 3000 Nm तक मानक आउटपुट टॉर्क को कवर करती है, जबकि विस्फोट-प्रूफ रेंज 50 से 3000 Nm को कवर करती है। दोनों उत्पाद परिवार फेल-सेफ रिटर्न, ऑन-ऑफ कंट्रोल, 4-20 mA मॉड्यूलेशन और Modbus RTU के साथ कॉन्फ़िगर किए जा सकते हैं, जो चयनित मॉडल पर निर्भर करता है।

फेल-सेफ मॉड्यूल 1 kV सर्ज प्रोटेक्शन और 4 kV EFT इंटरफ़ेस को भी सूचीबद्ध करता है। ये पैरामीटर विद्युत प्रतिरक्षा सुविधाओं का वर्णन करते हैं, लेकिन वे SIL प्रमाणन या सुरक्षा-उपकरण प्रणाली के अंतिम तत्व के रूप में उपयोग के लिए अनुमोदन का गठन नहीं करते हैं।

पावर प्लांट के लिए फेल-सेफ इलेक्ट्रिक एक्चुएटर का चयन आवश्यक सुरक्षा स्थिति से शुरू होना चाहिए, उसके बाद वाल्व टॉर्क, ऑपरेटिंग समय, ऊर्जा-भंडारण विधि, नियंत्रण संकेत, पर्यावरणीय रेटिंग और रखरखाव योजना। एक्चुएटर प्लांट सुरक्षा रणनीति का समर्थन केवल तभी कर सकता है जब इन आवश्यकताओं को एक साथ परिभाषित किया गया हो।