王 洪 濱

(中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030001)

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智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電廠分體安裝中的應(yīng)用

王 洪 濱

(中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030001)

分析了智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生故障的原因，并結(jié)合某現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出了智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝改造方案，經(jīng)實(shí)踐證明：該方法消除了設(shè)備故障，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，對(duì)今后此類問題的解決起到一定的參考作用。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電廠分體安裝，電子控制單元

0 引言

隨著發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化程度的提高，智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電廠得到了非常廣泛的應(yīng)用，面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種惡劣的情況，如：環(huán)境高溫、高濕度及管道強(qiáng)烈振動(dòng)等，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)故障，有效的解決途徑之一就是對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分體式安裝。本文通過分析智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因，提出了智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝改造方案，并且以某智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例，具體進(jìn)行了分析。

1 問題分析

目前，常見的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)產(chǎn)生故障的原因主要分為六種情況：

1)在電廠高溫環(huán)境普遍存在，特別是鍋爐本體附近，爐墻或爐四角二次風(fēng)門便較為典型，二次風(fēng)門數(shù)量多，安裝位置緊靠爐墻，加之通風(fēng)較差，在夏季,環(huán)境溫度有時(shí)可達(dá)70 ℃以上，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間在如此環(huán)境中工作，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無閥位反饋顯示或閥位反饋與現(xiàn)場(chǎng)閥位位置不符、拒動(dòng)等現(xiàn)象，直接影響鍋爐燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)，甚至投入手動(dòng)都無法運(yùn)行，加之二次風(fēng)門數(shù)量多，二次風(fēng)門的故障成為電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的隱患之一，維護(hù)量極大。為此，許多電廠在擴(kuò)建或新建時(shí)，特意要求二次風(fēng)門選用為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以避免二次風(fēng)門故障的問題。究其原因，主要是二次風(fēng)門長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境中使用，其電動(dòng)頭內(nèi)電子部件易老化，造成電路板受損，執(zhí)行及閥位反饋部分元件受損，直接結(jié)果便是誤動(dòng)、拒動(dòng)或反饋錯(cuò)誤信息。

2)隨著工藝制造水平的不斷提高，目前，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)防護(hù)等級(jí)已經(jīng)很高，設(shè)備電子部分的密封性良好，大多產(chǎn)品說明書中已明確，可達(dá)IP67等級(jí)，理論上電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)期潮濕環(huán)境中使用，不存在任何問題。但是，在潮濕現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障率明顯高于干燥環(huán)境，例如：循環(huán)水閥門井、泵坑內(nèi)閥門，長(zhǎng)期處在潮濕環(huán)境中，特別是遇到極端工藝設(shè)備泄漏狀況，還會(huì)浸沒在水中，此種環(huán)境的執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障率明顯較高，給現(xiàn)場(chǎng)帶來較大的維護(hù)工作量，究其原因，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子元件長(zhǎng)期受潮，電路板故障是主要原因之一。

3)電廠運(yùn)行中，管道振動(dòng)是電廠汽水系統(tǒng)運(yùn)行的一種常見現(xiàn)象，原因多種，如：管道內(nèi)流體突變、泵的振動(dòng)引起管道振動(dòng)、流體流速過快、水錘等都可引發(fā)振動(dòng)，振動(dòng)除對(duì)電廠汽水管道或?qū)υO(shè)備造成損壞外，對(duì)其管道上的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生影響，會(huì)使閥門控制失靈，閥位反饋錯(cuò)誤，究其原因，振動(dòng)可使接線松動(dòng)、電路板部分產(chǎn)生損壞。

4)現(xiàn)場(chǎng)不便于維護(hù)操作。例如：電廠給煤機(jī)入口閘板門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，磨煤機(jī)入口冷熱風(fēng)門等位置在煤倉間運(yùn)轉(zhuǎn)層以下，位置很高，懸掛于空中，且沒有設(shè)置任何檢修平臺(tái)，造成基建工程完工進(jìn)入運(yùn)行階段時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員無法檢修和就地操作的問題。

5)電廠的精細(xì)化設(shè)計(jì)，會(huì)使電廠主廠房容積減少，節(jié)省了投資，但隨之而來的是管道及設(shè)備布置緊湊，設(shè)備安裝位置的狹小，特殊情況，執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝受到限制。

6)隨著節(jié)能設(shè)備的不斷應(yīng)用，對(duì)于水泵類設(shè)備的控制，永磁調(diào)速由于其優(yōu)點(diǎn)，部分已取代變頻控制，如：凝結(jié)水泵、熱網(wǎng)循環(huán)泵等。但在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，用于調(diào)節(jié)導(dǎo)體盤與永磁盤氣隙的大小的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法正常工作，對(duì)控制信號(hào)的反應(yīng)滯后、反應(yīng)不靈敏，盡管采用屏蔽電纜也無法徹底改觀，究其原因，可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子元件部分受強(qiáng)磁干擾所致。

2 解決方案

2.1 解決方案的分析和研究

通過對(duì)上述六種情況電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子部分發(fā)生故障是主要原因，而上述六種工作環(huán)境實(shí)屬存在，現(xiàn)場(chǎng)無法改變，通過提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子部分特性或代價(jià)太高或無法實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)中解決問題的途徑只能是改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子部分的使用環(huán)境。

第一種方法是：

進(jìn)一步提高工藝水平，加強(qiáng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)密封性，但隨之而來的是產(chǎn)品成本投入的增加與使用效果的不匹配，而且無法從根本上解決問題。

第二種方法是：

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)不便于維護(hù)操作的狀況，如：給煤機(jī)入口閘板門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，磨煤機(jī)入口冷熱風(fēng)門等，以往現(xiàn)場(chǎng)通過球形鉸鏈及延長(zhǎng)的連桿將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)引至運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)，可解決此問題。但連桿安裝位置，安裝平面方向都會(huì)受到限制，且安裝不當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制精度會(huì)受到影響，此種辦法可用，但也是不得已而為之的辦法。

第三種方法是：

針對(duì)問題，改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子部分的應(yīng)用環(huán)境，即對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本體進(jìn)行改造，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子部分與本體分離，安裝至環(huán)境適合的地方，避開上述的高溫、潮濕、振動(dòng)、安裝位置受限、電磁干擾等不利環(huán)境。而多數(shù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)制造廠的產(chǎn)品已提供此類產(chǎn)品，即分體式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，某產(chǎn)品分體式安裝解決方案見圖1。

智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由電子控制單元和機(jī)械傳動(dòng)兩部分組成，控制單元主要由智能控制單元、液晶顯示及設(shè)定單元、電源部分、接線盒等組成。分體即是將此部分與機(jī)械傳動(dòng)部分物理分離，傳動(dòng)部分不變，仍安裝于設(shè)備本體上，而控制單元安裝于合適位置，兩者通過電纜把控制單元與機(jī)械傳動(dòng)連接，不失整體性。

通過對(duì)適用性、可操作性的分析，我們得出結(jié)論：對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分體安裝改造，可以有效的解決電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在高溫、潮濕、振動(dòng)、電磁等惡劣工況下出現(xiàn)事故和檢修困難等問題，而又不影響工藝控制的要求，穩(wěn)定性和可靠性得到提高。

2.2 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝改造方案舉例

1)高壓旁路電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造。

高壓旁路調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接安裝在閥體之上，在旁路投入時(shí)，會(huì)有管道振動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生，執(zhí)行機(jī)構(gòu)受到影響，出現(xiàn)故障。解決方法是將電子部分和本體分裝，執(zhí)行部分仍安裝在閥體之上，不影響任何應(yīng)用，而電子控制單元安裝在附近的便于操作的鋼柱或鋼梁之上，避免了振動(dòng)的發(fā)生，設(shè)備正常運(yùn)行，同時(shí)便于操作。

2)熱網(wǎng)循環(huán)泵永磁調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離永磁調(diào)速設(shè)備很近，設(shè)備單體調(diào)試過程中運(yùn)行正常，但在永磁調(diào)速投入后，若發(fā)生運(yùn)行不穩(wěn)定狀況，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝，執(zhí)行部分不動(dòng)，將電子控制單元安裝在附近的墻體上，便于操作維護(hù)，同時(shí)解決了信號(hào)不穩(wěn)定的的狀況。

3)磨煤機(jī)入口冷熱風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造。

由于受鍋爐房管道布置影響，使用加長(zhǎng)的連桿也無法將執(zhí)行機(jī)構(gòu)引至運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)，而將執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝，僅將電子控制單元引至運(yùn)轉(zhuǎn)層鋼柱之上固定，其余不變，既保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度，又方便就地操作調(diào)試。

3 結(jié)語

由于發(fā)電廠自動(dòng)化水平的提高，要求作為發(fā)電廠中重要設(shè)備之一的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅能適應(yīng)各種復(fù)雜的情況，還必須具有一定的可靠性。通過采取分體安裝電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)大大減小了調(diào)試人員和維護(hù)人員的工作量。

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Application and analysis of intelligent electric actuator fission installation in power plant

Wang Hongbin

(ChinaEnergyEngineeringGroupShanxiElectricPowerEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

Electric actuator failure causes are analyzed in this paper and proposed the intelligent electric actuators fission installation in combination with the practical situation of field application. Practice has proved that the method eliminates the equipment failure, improves the reliability of equipment operation and plays a guiding role in the future.

electric actuator, fission installation in power plant, ecectrnic control unit

1009-6825(2016)27-0120-02

2016-07-18

王洪濱(1967- )，男，高級(jí)工程師

TM621

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