王留振

【摘要】針對(duì)火電廠鍋爐二次風(fēng)門電動(dòng)執(zhí)行器笨重難于安裝，使用壽命短，經(jīng)?？?，電氣元件老化快這四個(gè)問題。本文作者通過多年的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出新型電動(dòng)執(zhí)行器。它具有安裝方便、故障率低、高扭矩輸出、防止卡澀的優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】二次風(fēng)門；卡澀；元件老化；高扭矩

1、需要解決的問題

火電廠鍋爐二次風(fēng)門上安裝的電動(dòng)執(zhí)行器普遍存在以下四個(gè)方面的問題。

1.1 安裝困難。鍋爐的二次風(fēng)調(diào)門管道較細(xì)，且多布置在高空，電動(dòng)執(zhí)行器使用國(guó)產(chǎn)的交流220V電機(jī)，交流220V電機(jī)本身就較大，相應(yīng)外殼必須要做的大，電機(jī)和外殼都大自然就笨重，給安裝帶來(lái)困難。

1.2 容易燒損。鍋爐二次風(fēng)調(diào)門調(diào)節(jié)動(dòng)作非常頻繁，幾乎接近于不間斷工作，電動(dòng)執(zhí)行器使用220V供電，在執(zhí)行器不間斷工作時(shí)，電機(jī)線圈會(huì)很快的發(fā)熱，電機(jī)的熱量聚集會(huì)燒毀電動(dòng)執(zhí)行器的控制器。

1.3 經(jīng)?？?。電動(dòng)執(zhí)行器經(jīng)?？?，卡澀的原因有以下兩種情況：第一，二次風(fēng)門工作現(xiàn)場(chǎng)粉塵較多，粉塵聚集在執(zhí)行器上，定期水沖洗時(shí)把粉塵帶入執(zhí)行器的活動(dòng)部分，形成卡澀。第二，執(zhí)行器活動(dòng)部分金屬老化形成金屬渣，形成活動(dòng)部分卡澀。電動(dòng)執(zhí)行器在遇到擋板卡澀時(shí)，只能報(bào)警無(wú)更有效的解決辦法。

1.4 使用壽命短。電動(dòng)執(zhí)行器并不是針對(duì)二次風(fēng)門這個(gè)特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護(hù)方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進(jìn)入電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。

2、實(shí)施步驟

2.1 升級(jí)改造的四個(gè)方面

2.1.1 輕量化。電動(dòng)執(zhí)行器使用國(guó)產(chǎn)的交流220V電機(jī)，交流220V電機(jī)本身就較大，相應(yīng)外殼必須要做的大，電機(jī)和外殼都大自然就笨重，因此給安裝帶來(lái)困難。使用直流24V供電的電機(jī)，電機(jī)非常小巧，外殼也做的非常緊湊，因此便于安裝。

2.1.2 提高可靠性。電動(dòng)執(zhí)行器的電機(jī)使用交流220V供電，頻繁動(dòng)作時(shí)電機(jī)會(huì)因發(fā)熱而燒毀。升級(jí)后新型執(zhí)行器使用直流24V供電，發(fā)熱量很小。電動(dòng)執(zhí)行器使用交流220V供電，因此沒有配備變壓器。升級(jí)后新型電動(dòng)執(zhí)行器使用交流220V轉(zhuǎn)直流24V的變壓器，且變壓器容量大于電機(jī)容量，因此不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，從而提高執(zhí)行器的使用壽命。

2.1.3 解決卡澀。舊電動(dòng)執(zhí)行器并不是針對(duì)二次風(fēng)門這個(gè)特殊環(huán)境研發(fā)的，雖然有過力矩保護(hù)裝置，但是遇到推桿卡澀時(shí)，力矩保護(hù)只要?jiǎng)幼饕淮?，電?dòng)執(zhí)行器就立即停止工作。升級(jí)后的電動(dòng)執(zhí)行器考慮到現(xiàn)場(chǎng)卡澀的輕重程度不一樣，有時(shí)只是輕微卡澀，多執(zhí)行幾次就能消除。新的電動(dòng)執(zhí)行器在工作時(shí)遇到推桿卡澀，控制器會(huì)命令推桿退后一點(diǎn)，然后再一次使推桿向前運(yùn)動(dòng)，如此連續(xù)推3次，可以解決80%的二次風(fēng)門推桿卡澀問題。從而最大程度的提高電動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行效果。

2.1.4 提高使用壽命。電動(dòng)執(zhí)行器并不是針對(duì)二次風(fēng)門這個(gè)特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護(hù)方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進(jìn)入電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。升級(jí)后的電動(dòng)執(zhí)行器在外殼上增加了一層防火隔熱涂層，可以隔絕外部熱量，防止現(xiàn)場(chǎng)高溫進(jìn)入電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部。

2.2 升級(jí)改造的詳細(xì)方法。新型電動(dòng)執(zhí)行器工作原理是：由電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)蝸輪和蝸桿運(yùn)動(dòng)，使執(zhí)行器絲杠做直線運(yùn)動(dòng)，通過改變電機(jī)正反轉(zhuǎn)使絲杠往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使二次風(fēng)擋板打開或關(guān)閉。

電動(dòng)執(zhí)行器主要有以下幾部分組成：1.電機(jī)；2.大齒輪；3.絲杠；4.安裝聯(lián)接孔；5.手遙孔；6.變壓器；7.直流模塊；8.控制單元；9.接線端子；10.控制電纜。該電動(dòng)執(zhí)行器可以連續(xù)不間斷工作，以適應(yīng)高頻率調(diào)節(jié)的需求。額定推力為5000N.M，絲杠的工作范圍為150-1300mm。

整個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器的工作過程如下：（1）控制器接收到DCS發(fā)來(lái)的二次風(fēng)門打開指令時(shí)，控制器控制24V電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)的齒輪帶動(dòng)大齒輪旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動(dòng)絲杠向前運(yùn)動(dòng)，使二次風(fēng)門被推開。（2）控制器接收到DCS發(fā)來(lái)的二次風(fēng)門關(guān)閉指令時(shí)，控制器控制24V電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)齒輪帶動(dòng)大齒輪反向旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動(dòng)絲杠向后運(yùn)動(dòng)，使二次風(fēng)門被拉回關(guān)位置。（3）電動(dòng)執(zhí)行器在工作時(shí)遇到推桿卡澀，控制器會(huì)命令推桿退后一點(diǎn)，然后再一次使推桿向前運(yùn)動(dòng)，如此連續(xù)推3次，如果執(zhí)行器克服了卡澀，執(zhí)行器會(huì)繼續(xù)前進(jìn)或后退直至全開全關(guān)；如果動(dòng)作3次執(zhí)行器沒有克服卡澀，執(zhí)行器會(huì)切斷電機(jī)電源并發(fā)出執(zhí)行器電機(jī)過載報(bào)警信號(hào)。

2.3 改造的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。升級(jí)后的電動(dòng)執(zhí)行器解決卡澀的原理是：升級(jí)后的電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部安裝有過力矩保護(hù)裝置，當(dāng)推桿遇到較大阻力推不動(dòng)時(shí)，過力矩保護(hù)裝置動(dòng)作，控制器會(huì)命令電機(jī)倒轉(zhuǎn)3秒，使推桿退后一點(diǎn)。然后電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，推桿又向前推1次。如此力矩保護(hù)動(dòng)作三次，電機(jī)就會(huì)明顯的出現(xiàn)過熱，為了保護(hù)電機(jī)線圈不被燒毀，控制器在力矩保護(hù)第三次被觸發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)出“切斷電機(jī)電源”的命令。如果3次都沒有推動(dòng)擋板，電動(dòng)執(zhí)行器會(huì)自動(dòng)斷電，以防執(zhí)行器電機(jī)過熱燒損。

執(zhí)行器配有手動(dòng)搖桿，手動(dòng)搖桿設(shè)置在執(zhí)行器后部，搖桿與執(zhí)行器內(nèi)部的小齒輪相聯(lián)接，小齒輪聯(lián)接大齒輪，大齒輪與軸承及絲杠相連，可以快速排除執(zhí)行器的卡澀故障。通過手動(dòng)搖桿的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪帶動(dòng)大齒輪旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動(dòng)軸承和絲杠旋轉(zhuǎn)，所以手動(dòng)搖桿轉(zhuǎn)一圈，發(fā)出的力量是很大的，卡澀問題在大力量的推動(dòng)下被解決了。

3、應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

3.1 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。針對(duì)鍋爐二次風(fēng)門的技術(shù)升級(jí)，單臺(tái)新型二次風(fēng)門改造需要花費(fèi)1萬(wàn)元。每臺(tái)鍋爐需要更換4臺(tái)二次風(fēng)門。投資金額為4萬(wàn)元，改造后可以減少因二次風(fēng)執(zhí)行器卡澀兒引起的參數(shù)異常問題，提高鍋爐運(yùn)行效率，（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

2016年托電2號(hào)機(jī)組改造完成，當(dāng)年新增收入80萬(wàn)元。升級(jí)后的二次風(fēng)門電動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)行更加穩(wěn)定，故障率更低，也大大減輕了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。

3.2 改造效果總結(jié)

（1）常規(guī)執(zhí)行器的電機(jī)使用交流220V供電，頻繁動(dòng)作時(shí)電機(jī)會(huì)因發(fā)熱而燒毀。新型執(zhí)行器使用直流24V供電，發(fā)熱量很小。

（2）常規(guī)電動(dòng)執(zhí)行器使用交流220V供電，因此沒有配備變壓器。新型電動(dòng)執(zhí)行器使用交流220V轉(zhuǎn)直流24V的變壓器，且變壓器容量大于電機(jī)容量，因此不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，從而提高執(zhí)行器的使用壽命。

（3）常規(guī)的電動(dòng)執(zhí)行器并不是針對(duì)二次風(fēng)門這個(gè)特殊環(huán)境研發(fā)的，雖然有過力矩保護(hù)裝置，但是遇到推桿卡澀時(shí)，力矩保護(hù)只要?jiǎng)幼饕淮?，電?dòng)執(zhí)行器就立即停止工作。新型電動(dòng)執(zhí)行器考慮到現(xiàn)場(chǎng)卡澀的輕重程度不一樣，有時(shí)只是輕微卡澀，多執(zhí)行幾次就能消除。新的電動(dòng)執(zhí)行器在工作時(shí)遇到推桿卡澀，控制器會(huì)命令推桿退后一點(diǎn)，然后再一次使推桿向前運(yùn)動(dòng)，如此連續(xù)推3次，可以解決80%的二次風(fēng)門推桿卡澀問題。從而最大程度的提高電動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行效果。

（4）常規(guī)的電動(dòng)執(zhí)行器并不是針對(duì)二次風(fēng)門這個(gè)特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護(hù)方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進(jìn)入電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。新型電動(dòng)執(zhí)行器在外殼上增加了一層防火隔熱涂層，可以隔絕外部熱量，防止現(xiàn)場(chǎng)高溫進(jìn)入電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部?？刂破辆邆溆|摸控制和遠(yuǎn)方遙控控制雙重控制功能，可以實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)化控制。該電動(dòng)執(zhí)行器使用直流24V電源供電，更加安全。

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