智能電動執(zhí)行機構在電廠分體安裝中的應用

王 洪 濱

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西 太原 030001)

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智能電動執(zhí)行機構在電廠分體安裝中的應用

王 洪 濱

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西 太原 030001)

分析了智能電動執(zhí)行機構產(chǎn)生故障的原因，并結(jié)合某現(xiàn)場實際情況，提出了智能電動執(zhí)行機構分體安裝改造方案，經(jīng)實踐證明：該方法消除了設備故障，提高了設備運行的可靠性，對今后此類問題的解決起到一定的參考作用。

電動執(zhí)行機構，電廠分體安裝，電子控制單元

0 引言

隨著發(fā)電機組自動化程度的提高，智能化電動執(zhí)行機構在電廠得到了非常廣泛的應用，面對現(xiàn)場各種惡劣的情況，如：環(huán)境高溫、高濕度及管道強烈振動等，執(zhí)行機構會出現(xiàn)故障，有效的解決途徑之一就是對電動執(zhí)行機構進行分體式安裝。本文通過分析智能電動執(zhí)行機構故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因，提出了智能電動執(zhí)行機構分體安裝改造方案，并且以某智能電動執(zhí)行機構為例，具體進行了分析。

1 問題分析

目前，常見的智能電動執(zhí)行機構在現(xiàn)場安裝時產(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門便較為典型，二次風門數(shù)量多，安裝位置緊靠爐墻，加之通風較差，在夏季,環(huán)境溫度有時可達70 ℃以上，電動執(zhí)行機構長時間在如此環(huán)境中工作，經(jīng)常會出現(xiàn)無閥位反饋顯示或閥位反饋與現(xiàn)場閥位位置不符、拒動等現(xiàn)象，直接影響鍋爐燃燒自動調(diào)節(jié)，甚至投入手動都無法運行，加之二次風門數(shù)量多，二次風門的故障成為電廠經(jīng)濟運行的隱患之一，維護量極大。為此，許多電廠在擴建或新建時，特意要求二次風門選用為氣動執(zhí)行機構，以避免二次風門故障的問題。究其原因，主要是二次風門長時間在高溫環(huán)境中使用，其電動頭內(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、拒動或反饋錯誤信息。

2)隨著工藝制造水平的不斷提高，目前，電動執(zhí)行機構防護等級已經(jīng)很高，設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IP67等級，理論上電動執(zhí)行機構在長期潮濕環(huán)境中使用，不存在任何問題。但是，在潮濕現(xiàn)場應用中，電動執(zhí)行機構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，長期處在潮濕環(huán)境中，特別是遇到極端工藝設備泄漏狀況，還會浸沒在水中，此種環(huán)境的執(zhí)行機構故障率明顯較高，給現(xiàn)場帶來較大的維護工作量，究其原因，執(zhí)行機構電子元件長期受潮，電路板故障是主要原因之一。

3)電廠運行中，管道振動是電廠汽水系統(tǒng)運行的一種常見現(xiàn)象，原因多種，如：管道內(nèi)流體突變、泵的振動引起管道振動、流體流速過快、水錘等都可引發(fā)振動，振動除對電廠汽水管道或?qū)υO備造成損壞外，對其管道上的電動執(zhí)行機構也會產(chǎn)生影響，會使閥門控制失靈，閥位反饋錯誤，究其原因，振動可使接線松動、電路板部分產(chǎn)生損壞。

4)現(xiàn)場不便于維護操作。例如：電廠給煤機入口閘板門電動執(zhí)行機構，磨煤機入口冷熱風門等位置在煤倉間運轉(zhuǎn)層以下，位置很高，懸掛于空中，且沒有設置任何檢修平臺，造成基建工程完工進入運行階段時，現(xiàn)場檢修人員無法檢修和就地操作的問題。

5)電廠的精細化設計，會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備布置緊湊，設備安裝位置的狹小，特殊情況，執(zhí)行機構安裝受到限制。

6)隨著節(jié)能設備的不斷應用，對于水泵類設備的控制，永磁調(diào)速由于其優(yōu)點，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)場應用中發(fā)現(xiàn)，用于調(diào)節(jié)導體盤與永磁盤氣隙的大小的電動執(zhí)行機構無法正常工作，對控制信號的反應滯后、反應不靈敏，盡管采用屏蔽電纜也無法徹底改觀，究其原因，可能是執(zhí)行機構電子元件部分受強磁干擾所致。

2 解決方案

2.1 解決方案的分析和研究

通過對上述六種情況電動執(zhí)行機構出現(xiàn)故障的原因進行分析，執(zhí)行機構電子部分發(fā)生故障是主要原因，而上述六種工作環(huán)境實屬存在，現(xiàn)場無法改變，通過提高執(zhí)行機構電子部分特性或代價太高或無法實現(xiàn)，現(xiàn)實中解決問題的途徑只能是改變執(zhí)行機構電子部分的使用環(huán)境。

第一種方法是：

進一步提高工藝水平，加強電動執(zhí)行機構密封性，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：

對于現(xiàn)場不便于維護操作的狀況，如：給煤機入口閘板門電動執(zhí)行機構，磨煤機入口冷熱風門等，以往現(xiàn)場通過球形鉸鏈及延長的連桿將電動執(zhí)行機構引至運轉(zhuǎn)層平臺，可解決此問題。但連桿安裝位置，安裝平面方向都會受到限制，且安裝不當，執(zhí)行機構控制精度會受到影響，此種辦法可用，但也是不得已而為之的辦法。

第三種方法是：

針對問題，改變執(zhí)行機構電子部分的應用環(huán)境，即對電動執(zhí)行機構本體進行改造，將執(zhí)行機構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、安裝位置受限、電磁干擾等不利環(huán)境。而多數(shù)執(zhí)行機構制造廠的產(chǎn)品已提供此類產(chǎn)品，即分體式電動執(zhí)行機構，某產(chǎn)品分體式安裝解決方案見圖1。

智能型電動執(zhí)行機構主要由電子控制單元和機械傳動兩部分組成，控制單元主要由智能控制單元、液晶顯示及設定單元、電源部分、接線盒等組成。分體即是將此部分與機械傳動部分物理分離，傳動部分不變，仍安裝于設備本體上，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械傳動連接，不失整體性。

通過對適用性、可操作性的分析，我們得出結(jié)論：對電動執(zhí)行機構進行分體安裝改造，可以有效的解決電動執(zhí)行機構在高溫、潮濕、振動、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 電動執(zhí)行機構分體安裝改造方案舉例

1)高壓旁路電動執(zhí)行機構改造。

高壓旁路調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構直接安裝在閥體之上，在旁路投入時，會有管道振動的現(xiàn)象發(fā)生，執(zhí)行機構受到影響，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，避免了振動的發(fā)生，設備正常運行，同時便于操作。

2)熱網(wǎng)循環(huán)泵永磁調(diào)速執(zhí)行機構改造。

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

3)磨煤機入口冷熱風門執(zhí)行機構改造。

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

3 結(jié)語

由于發(fā)電廠自動化水平的提高，要求作為發(fā)電廠中重要設備之一的電動執(zhí)行機構不僅能適應各種復雜的情況，還必須具有一定的可靠性。通過采取分體安裝電動執(zhí)行機構，滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定運行，同時大大減小了調(diào)試人員和維護人員的工作量。

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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，高級工程師

TM621

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