電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火電廠中的應(yīng)用及維護(hù)
點(diǎn)擊數(shù)：1522 發(fā)布時(shí)間：2017/12/7
0概述
電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有行程控制、轉(zhuǎn)矩保護(hù)、手電動(dòng)切換和手動(dòng)操作、遠(yuǎn)方及就地控制等基本功能，可以將上位控制設(shè)備和系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器、PLC或DCS）給出的電量指令信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的位移，驅(qū)動(dòng)最終控制部分（如調(diào)節(jié)閥、擋板等）至系統(tǒng)所要求的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)和控制流量、溫度、壓力等過程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過程控制。目前，在國(guó)內(nèi)大型火電廠中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用非常廣泛，但也存在不少問題，本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火電廠中的應(yīng)用及維護(hù)進(jìn)行闡述。
1電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，300MW以下火力發(fā)電機(jī)組大量采用DKJ（ZKJ）、DKZ（ZKZ）等系列國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，300MW以上新建機(jī)組一般采用先進(jìn)的一體化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以RotorkIQ系列執(zhí)行器為代表。
DKJ（ZKJ）、DKZ（ZKZ）等系列國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)主要是以硬接線方式實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)于故障不能自檢，電機(jī)保護(hù)可靠性不高，易出現(xiàn)故障。而智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用全封閉、一體化結(jié)構(gòu)，并采用單片機(jī)等先進(jìn)的微處理機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)智能化，它不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且故障率低；即使有故障，也能通過自檢發(fā)現(xiàn)，并把錯(cuò)誤代碼顯示給工程師，以便及早解決問題。它具有智能控制、防護(hù)等級(jí)高、控制精度較高、重量輕、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。此外，它還解決了很多傳統(tǒng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在的問題，比如實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)速度的靈活控制等。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，越來越多的新建火力發(fā)電廠都采用一體化智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用
要想使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在使用中有穩(wěn)定表現(xiàn)，必須選擇合適的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型需注意以下幾方面：
（1）根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)中的重要性選擇適合的品牌。若在系統(tǒng)流程中起重要作用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，比如送引風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉調(diào)節(jié)控制裝置等，最好選擇公認(rèn)的成熟品牌，平均無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）一定要大于一個(gè)檢修周期。
（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況選擇具體型號(hào)。每一種品牌的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)其型號(hào)都有詳細(xì)說明，使用者應(yīng)根據(jù)需求，細(xì)心選擇型號(hào)。比如，確定是使用開關(guān)型的還是調(diào)節(jié)型的，角行程還是直行程，有位置反饋的還是無位置反饋的；根據(jù)安裝處的環(huán)境狀況來確定外殼防護(hù)等級(jí)和防爆等級(jí)。外殼防護(hù)等級(jí)是指電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的殼體防外物、防水等級(jí)，用字母IP后加兩位數(shù)字表示，第一位由1-6表示防外物等級(jí)，第二位由1-8表示防水等級(jí)。溫度高應(yīng)選擇能適應(yīng)高溫的型號(hào)或分體式，灰塵大或在水下應(yīng)選擇IP68等。選擇適應(yīng)環(huán)境的型號(hào)很重要，一般這個(gè)因素大家容易忽視，最后導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)易出現(xiàn)故障或減少了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命。
（3）根據(jù)閥門的要求，選擇適合的力矩，這一點(diǎn)最為重要。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火電廠實(shí)際應(yīng)用時(shí)，總發(fā)現(xiàn)閥門有卡，而機(jī)務(wù)檢查又沒卡，這是由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩選型過小；有時(shí)閥門選型過大，總把閥桿拉壞，這是由于選力矩過大。選擇合適力矩的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)于保護(hù)電動(dòng)機(jī)和閥門都有好處，選擇時(shí)要留有相當(dāng)?shù)脑Ａ?，根?jù)具體情況具體核定；另外，應(yīng)根據(jù)閥門工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作次數(shù)選擇合適的電氣參數(shù)；根據(jù)使用的電壓等級(jí)選用合適的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)等。
3應(yīng)用中存在的問題及解決辦法
雖然電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制造工藝、控制方式等都非常先進(jìn)，但由于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，會(huì)出現(xiàn)控制元器件老化等各種故障。
3.1 DKJ（ZKJ）、DKZ（ZKZ）等系列國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常見故障及處理辦法
在300MW機(jī)組及300MW以下火力發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用以上系列國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常多，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要采用硬接線方式實(shí)現(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本功能，該電路全部是用硬接線把一些電子元器件直接連接起來的，它通過保險(xiǎn)、熱偶、力矩開關(guān)對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，開關(guān)回路通過互鎖實(shí)現(xiàn)開關(guān)單一操作。這種類型的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在的問題主要有以下幾點(diǎn)：
（1）密封性不佳
該系列電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接線口與行程開關(guān)、力矩開關(guān)、電機(jī)等安裝在一起?；痣姀S環(huán)境比較差，由于安裝時(shí)沒注意或者使用時(shí)間較長(zhǎng)，保護(hù)套管破損，導(dǎo)致雨水及灰塵進(jìn)入接線端子盒內(nèi)，然后從接線端子盒再流入控制開關(guān)及電機(jī)處，造成電機(jī)短路或控制開關(guān)損壞。若為接線電纜入口高于電纜引出管，則只需要把保護(hù)套管包扎好即可；若為接線電纜入口低于電纜引出管，除了把保護(hù)套管包扎好之外，還需在電纜保護(hù)套管的最低處扎洞，防止當(dāng)水從引出管流下時(shí)，灌入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)。我公司就曾出現(xiàn)因?yàn)殡娎|引出管處保護(hù)套管破裂，雨水灌入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)，致使執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞的情況；采取在保護(hù)套管最低處扎洞之后，再?zèng)]有出現(xiàn)該情況。因此，檢修維護(hù)人員要經(jīng)常進(jìn)行檢查，以便盡早發(fā)現(xiàn)密封不好的情況，力求把故障消除在萌芽狀態(tài)。
（2）電路元器件老化
該系列電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其電路元器件主要以機(jī)械動(dòng)作為主，熱繼電器、行程開關(guān)、計(jì)數(shù)器容易出現(xiàn)故障。我公司的許多電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞都是因?yàn)闊崂^電器出現(xiàn)故障所致。由于力矩保護(hù)開關(guān)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，其保護(hù)作用逐漸失去，加之熱繼電器損壞，火力發(fā)電廠環(huán)境較差，裝設(shè)在一些管道上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)容易卡澀，這就導(dǎo)致電機(jī)出力很大，致使電機(jī)損壞。當(dāng)檢修維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)電機(jī)由于過載出現(xiàn)故障時(shí)，一定要及時(shí)更換熱偶。我公司有幾次發(fā)現(xiàn)，剛更換過的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用不久又損壞，檢修人員發(fā)現(xiàn)此類情況的出現(xiàn)是由于調(diào)試時(shí)設(shè)置的力矩較大，而熱繼電器又失去保護(hù)功能所致。因此，對(duì)于元器件，發(fā)現(xiàn)其老化或失去功能，一定要及時(shí)更換。
（3）電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)好時(shí)壞
由于運(yùn)行時(shí)間已久，電廠震動(dòng)又大，加之該系列電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制部分都是用硬接線把元器件連在一起的，因此，部分控制回路容易出現(xiàn)接線松動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)好時(shí)壞。因此，要定時(shí)對(duì)控制回路及動(dòng)力回路的接線進(jìn)行擰緊，爭(zhēng)取及早把問題消除在出現(xiàn)之前。
3.2 一體化智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常見故障及處理辦法
一體化智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制原理和DKZ型差不多，只不過其實(shí)現(xiàn)方法不同，保護(hù)功能更加強(qiáng)大，在線故障診斷能力更強(qiáng)，控制方式更多，其故障率較低；但同樣存在一些問題，其中有設(shè)備自身的問題，也有選型的問題，還有就是設(shè)備模塊故障、電子元件老化、易損部位損壞等問題。
（1）控制裝置死機(jī)
我公司在一次技改中，為輔助風(fēng)擋板控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用了某進(jìn)口品牌分體式的電動(dòng)裝置，安裝調(diào)試都非常順利，但機(jī)組啟動(dòng)后，許多電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作不了，斷電重新送電后操作正常。售后告之是原選型的問題。由于鍋爐輔助風(fēng)擋板控制處溫度有時(shí)會(huì)大于60℃，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制裝置死機(jī)，換型后，以前的死機(jī)問題基本得到了解決。有的智能型電動(dòng)裝置有看門狗程序，在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制裝置死機(jī)后，它可自動(dòng)復(fù)位重啟；而有的沒有，在發(fā)現(xiàn)死機(jī)后，需要人為斷電重啟。
（2）斷信號(hào)后電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有動(dòng)作在正確位置
某600MW機(jī)組引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制裝置選用了智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于指令線接線松動(dòng)，導(dǎo)致電動(dòng)裝置失去了控制信號(hào)，致使引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全關(guān)，使得爐膛壓力變化很大。在故障分析時(shí)，工程師重新學(xué)習(xí)了設(shè)備說明書，并將設(shè)備重新組態(tài)為：當(dāng)該電動(dòng)裝置失去信號(hào)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作。出現(xiàn)以上問題主要是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)新的控制裝置的功能未完全了解，對(duì)設(shè)備做了錯(cuò)誤組態(tài)，導(dǎo)致設(shè)備在失去信號(hào)時(shí)沒有正確動(dòng)作。一體化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有很多功能，只有我們合理利用，它才能為我們的工作帶來方便，否則，反而會(huì)帶來很多麻煩。
（3）指令與反饋偏差大
智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)此現(xiàn)象，主要是反饋電阻元件因磨損而失去線性，或者是由于反饋傳動(dòng)部分松脫，或者是指令放大模塊出了問題。維修工程師要根據(jù)實(shí)際問題進(jìn)行分析。
總之，對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障處理，要從現(xiàn)象開始分析，牢牢把握住基本原理不放松，運(yùn)用各種科學(xué)手段進(jìn)行分析處理。除此之外，還要對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，避免設(shè)備故障的出現(xiàn)，對(duì)于智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，要充分利用其功能，以便盡早發(fā)現(xiàn)問題，盡早預(yù)知問題。
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