鍋爐二次風電動執(zhí)行器常見問題技術研究

王留振

【摘要】針對火電廠鍋爐二次風門電動執(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問題。本文作者通過多年的現(xiàn)場維護經(jīng)驗，設計出新型電動執(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。

【關鍵詞】二次風門；卡澀；元件老化；高扭矩

1、需要解決的問題

火電廠鍋爐二次風門上安裝的電動執(zhí)行器普遍存在以下四個方面的問題。

1.1 安裝困難。鍋爐的二次風調(diào)門管道較細，且多布置在高空，電動執(zhí)行器使用國產(chǎn)的交流220V電機，交流220V電機本身就較大，相應外殼必須要做的大，電機和外殼都大自然就笨重，給安裝帶來困難。

1.2 容易燒損。鍋爐二次風調(diào)門調(diào)節(jié)動作非常頻繁，幾乎接近于不間斷工作，電動執(zhí)行器使用220V供電，在執(zhí)行器不間斷工作時，電機線圈會很快的發(fā)熱，電機的熱量聚集會燒毀電動執(zhí)行器的控制器。

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

1.4 使用壽命短。電動執(zhí)行器并不是針對二次風門這個特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進入電動執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。

2、實施步驟

2.1 升級改造的四個方面

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

2.1.2 提高可靠性。電動執(zhí)行器的電機使用交流220V供電，頻繁動作時電機會因發(fā)熱而燒毀。升級后新型執(zhí)行器使用直流24V供電，發(fā)熱量很小。電動執(zhí)行器使用交流220V供電，因此沒有配備變壓器。升級后新型電動執(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容量，因此不會出現(xiàn)超負荷運行，從而提高執(zhí)行器的使用壽命。

2.1.3 解決卡澀。舊電動執(zhí)行器并不是針對二次風門這個特殊環(huán)境研發(fā)的，雖然有過力矩保護裝置，但是遇到推桿卡澀時，力矩保護只要動作一次，電動執(zhí)行器就立即停止工作。升級后的電動執(zhí)行器考慮到現(xiàn)場卡澀的輕重程度不一樣，有時只是輕微卡澀，多執(zhí)行幾次就能消除。新的電動執(zhí)行器在工作時遇到推桿卡澀，控制器會命令推桿退后一點，然后再一次使推桿向前運動，如此連續(xù)推3次，可以解決80%的二次風門推桿卡澀問題。從而最大程度的提高電動執(zhí)行器的執(zhí)行效果。

2.1.4 提高使用壽命。電動執(zhí)行器并不是針對二次風門這個特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進入電動執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。升級后的電動執(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)場高溫進入電動執(zhí)行器內(nèi)部。

2.2 升級改造的詳細方法。新型電動執(zhí)行器工作原理是：由電機旋轉(zhuǎn)帶動蝸輪和蝸桿運動，使執(zhí)行器絲杠做直線運動，通過改變電機正反轉(zhuǎn)使絲杠往復運動，從而使二次風擋板打開或關閉。

電動執(zhí)行器主要有以下幾部分組成：1.電機；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。該電動執(zhí)行器可以連續(xù)不間斷工作，以適應高頻率調(diào)節(jié)的需求。額定推力為5000N.M，絲杠的工作范圍為150-1300mm。

整個電動執(zhí)行器的工作過程如下：（1）控制器接收到DCS發(fā)來的二次風門打開指令時，控制器控制24V電機正轉(zhuǎn)，電機的齒輪帶動大齒輪旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動絲杠向前運動，使二次風門被推開。（2）控制器接收到DCS發(fā)來的二次風門關閉指令時，控制器控制24V電機反轉(zhuǎn)，電機齒輪帶動大齒輪反向旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動絲杠向后運動，使二次風門被拉回關位置。（3）電動執(zhí)行器在工作時遇到推桿卡澀，控制器會命令推桿退后一點，然后再一次使推桿向前運動，如此連續(xù)推3次，如果執(zhí)行器克服了卡澀，執(zhí)行器會繼續(xù)前進或后退直至全開全關；如果動作3次執(zhí)行器沒有克服卡澀，執(zhí)行器會切斷電機電源并發(fā)出執(zhí)行器電機過載報警信號。

2.3 改造的技術關鍵點。升級后的電動執(zhí)行器解決卡澀的原理是：升級后的電動執(zhí)行器內(nèi)部安裝有過力矩保護裝置，當推桿遇到較大阻力推不動時，過力矩保護裝置動作，控制器會命令電機倒轉(zhuǎn)3秒，使推桿退后一點。然后電機開始正轉(zhuǎn)，推桿又向前推1次。如此力矩保護動作三次，電機就會明顯的出現(xiàn)過熱，為了保護電機線圈不被燒毀，控制器在力矩保護第三次被觸發(fā)時會發(fā)出“切斷電機電源”的命令。如果3次都沒有推動擋板，電動執(zhí)行器會自動斷電，以防執(zhí)行器電機過熱燒損。

執(zhí)行器配有手動搖桿，手動搖桿設置在執(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。通過手動搖桿的旋轉(zhuǎn)，帶動執(zhí)行器內(nèi)部的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪帶動大齒輪旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動軸承和絲杠旋轉(zhuǎn)，所以手動搖桿轉(zhuǎn)一圈，發(fā)出的力量是很大的，卡澀問題在大力量的推動下被解決了。

3、應用效果評價

3.1 經(jīng)濟和社會效益。針對鍋爐二次風門的技術升級，單臺新型二次風門改造需要花費1萬元。每臺鍋爐需要更換4臺二次風門。投資金額為4萬元，改造后可以減少因二次風執(zhí)行器卡澀兒引起的參數(shù)異常問題，提高鍋爐運行效率，（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）

2016年托電2號機組改造完成，當年新增收入80萬元。升級后的二次風門電動執(zhí)行器運行更加穩(wěn)定，故障率更低，也大大減輕了維護人員的工作強度。

3.2 改造效果總結(jié)

（1）常規(guī)執(zhí)行器的電機使用交流220V供電，頻繁動作時電機會因發(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)電動執(zhí)行器使用交流220V供電，因此沒有配備變壓器。新型電動執(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容量，因此不會出現(xiàn)超負荷運行，從而提高執(zhí)行器的使用壽命。

（3）常規(guī)的電動執(zhí)行器并不是針對二次風門這個特殊環(huán)境研發(fā)的，雖然有過力矩保護裝置，但是遇到推桿卡澀時，力矩保護只要動作一次，電動執(zhí)行器就立即停止工作。新型電動執(zhí)行器考慮到現(xiàn)場卡澀的輕重程度不一樣，有時只是輕微卡澀，多執(zhí)行幾次就能消除。新的電動執(zhí)行器在工作時遇到推桿卡澀，控制器會命令推桿退后一點，然后再一次使推桿向前運動，如此連續(xù)推3次，可以解決80%的二次風門推桿卡澀問題。從而最大程度的提高電動執(zhí)行器的執(zhí)行效果。

（4）常規(guī)的電動執(zhí)行器并不是針對二次風門這個特殊環(huán)境研發(fā)的，因此在執(zhí)行器的防護方面沒有考慮安裝環(huán)境的高溫問題，高溫進入電動執(zhí)行器內(nèi)加速電氣元件的老化。新型電動執(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)場高溫進入電動執(zhí)行器內(nèi)部?？刂破辆邆溆|摸控制和遠方遙控控制雙重控制功能，可以實現(xiàn)同步自動化控制。該電動執(zhí)行器使用直流24V電源供電，更加安全。

參考文獻：

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