電動(dòng)執行器技術(shù)改造方案的優(yōu)化與實(shí)施
華電內蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司使用的電動(dòng)執行器故障頻發(fā)，使得設備可靠性大大降低，達不到最佳控制效果。將空氣預熱器入口煙氣擋板電動(dòng)執行器、鍋爐過(guò)熱器減溫水調節閥電動(dòng)執行器、循環(huán)水系統蝶閥電動(dòng)執行器分別改造為分體式電動(dòng)執行器。改造后的電動(dòng)執行器可靠性大大增強，徹底消除了設備隱患，降低了維護費用，取得了良好效果。
華電內蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)華電包頭公司)為2006年投產(chǎn)發(fā)電的2×600MW亞臨界火力發(fā)電廠(chǎng)，電廠(chǎng)的分散控制系統(DCS)采用英維思過(guò)程公司FoxboroI/A51產(chǎn)品。鍋爐過(guò)熱器減溫水調節閥執行器、空氣預熱器入口煙氣擋板執行器、循環(huán)水系統蝶閥執行器均采用電動(dòng)執行器，自機組投入運行后，上述設備故障頻發(fā)，其主要原因是高溫或潮濕損壞電動(dòng)執行器電路板，導致電動(dòng)執行器出現故障，設備可靠性大大降低，不利于機組安全、穩定運行。若更換電動(dòng)執行器電路板的話(huà)，其價(jià)格昂貴且維護費用也較高。電動(dòng)執行器出現故障后，主要靠運行人員手動(dòng)操作，增加了運行人員的操作工作量且達不到最佳控制效果。為徹底消除設備隱患，降低維護費用，提高設備可靠性，特對電動(dòng)執行器進(jìn)行分體式改造。
1、電動(dòng)執行器故障原因分析
華電包頭公司使用的電動(dòng)執行器均為智能一體化電動(dòng)執行器，電動(dòng)執行器控制功能可通過(guò)安裝在執行器內的控制線(xiàn)路板來(lái)實(shí)現。電動(dòng)執行器發(fā)生故障的原因絕大部分是控制電路板出現損壞造成的，而控制電路板都是高度集成的電子產(chǎn)品，現場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行故障判斷及修復，所以，每次故障后只能采購新電路板更換。導致電路板損壞的主要原因集中在以下2個(gè)方面：
(1)電動(dòng)執行器工作環(huán)境溫度高，電動(dòng)執行器電路板長(cháng)期處于高溫環(huán)境下工作急速老化損壞。這類(lèi)電動(dòng)執行器主要有過(guò)熱器減溫水調節閥電動(dòng)執行器及空氣預熱器入口煙氣擋板電動(dòng)執行器。華電包頭公司地處內蒙古包頭市，在冬季，為了鍋爐防凍而全封閉安裝，過(guò)熱器減溫水調節閥安裝在鍋爐爐頂汽包層尾部煙道處，一年四季環(huán)境溫度高達40℃左右。減溫水調節閥電動(dòng)執行器安裝在調節閥處，由于減溫水調節閥的盤(pán)根散熱及支架傳熱導致執行器表面溫度長(cháng)期保持在60℃左右，由于調節閥電動(dòng)執行器調節需要動(dòng)作頻繁，其本身發(fā)熱量也較高。由于環(huán)境溫度較高且無(wú)法散熱，導致電動(dòng)執行器電路板長(cháng)期在65～70℃的環(huán)境中工作，偶爾也會(huì )達到80℃。在這樣的高溫環(huán)境里，將會(huì )大大縮短電動(dòng)執行器電路板工作壽命，導致故障頻發(fā)。另外，空氣預熱器入口煙氣擋板電動(dòng)執行器安裝在空氣預熱器入口煙氣擋板處，由于煙氣溫度較高，煙氣擋板輸出軸處熱風(fēng)泄漏對電動(dòng)執行器不斷加熱，加上夏季氣溫較高，鍋爐房?jì)炔灰咨�，電�?dòng)執行器電路板長(cháng)期處在高溫環(huán)境中必將導致電路板損壞。
(2)電動(dòng)執行器安裝在閥門(mén)井內，由于電動(dòng)執行器長(cháng)期在潮濕環(huán)境中工作，在這樣的潮濕環(huán)境里，電路板極易出現腐蝕和損壞，該類(lèi)電動(dòng)執行器主要包括循環(huán)水系統蝶閥電動(dòng)執行器。由于循環(huán)水系統管道敷設時(shí)需要考慮防凍，循環(huán)水系統管道均深埋至地下，而系統閥門(mén)自然安裝在閥門(mén)井內。由于包頭市緊靠黃河，地下水位較高，因此，閥門(mén)井內經(jīng)常有潮濕甚至積水現象。電動(dòng)執行器電路板最怕汽、水侵蝕，電動(dòng)執行器雖然有可靠密封，但其長(cháng)期處于潮濕環(huán)境中仍無(wú)法避免汽、水的侵蝕，若長(cháng)期處在潮濕的環(huán)境里，必將導致電路板的損壞。
針對上述故障，最有效的措施就是使電動(dòng)執行器在干燥且合適的環(huán)境中工作。
2、電動(dòng)執行器分體改造方案的確定與實(shí)施
華電包頭公司的電動(dòng)執行器由于高溫或潮濕發(fā)生故障，其主要原因是執行器電路板損壞，而執行器電動(dòng)機、行程開(kāi)關(guān)及位置反饋裝置也未因高溫或潮濕而損壞。因此，為徹底消除執行器故障，將電動(dòng)執行器電路板部分移至低溫區或脫離潮濕環(huán)境，而電動(dòng)執行器分體改造為這一設想提供了很好的解決方案。
2.1、方案確定
在高溫環(huán)境下，導致電動(dòng)執行器電路板損壞的解決方案就是將電動(dòng)執行器改造為氣動(dòng)執行器，但改造費用較為昂貴。選用分體執行器改造，原有電動(dòng)執行器驅動(dòng)減速部分不需要變動(dòng)，僅增加一個(gè)分體控制箱即可，改造費用較低。分體控制箱室內使用的常規電子元器件(如接觸器、繼電器、過(guò)電流保護裝置等)具有良好的耐高溫性能，若日常維護中發(fā)生故障，維護費用比較低且進(jìn)貨周期短。
潮濕環(huán)境下導致執行器電路板損壞的解決方案就是更換使用防護等級為IP68產(chǎn)品。但國內產(chǎn)品基本達不到IP68密封標準的要求，即使進(jìn)口產(chǎn)品達到了IP68防護等級，日常維護解體后也很難恢復到原有密封條件，改造費用不僅昂貴，而且不能保證使用壽命。
為降低改造費用、降低日常維護費用及便于日常維護，華電包頭公司對存在高溫損壞或潮濕損壞的電動(dòng)執行器選擇并實(shí)施了分體技術(shù)改造。
2.2、分體改造方案的實(shí)施
電動(dòng)執行器分體改造實(shí)施主要包括分體控制箱的準備、分體控制箱與執行器聯(lián)接、執行器調試等幾部分。
首先制作分體控制箱，在控制箱內，要組裝實(shí)現控制需求的各類(lèi)電子元器件，在控制箱面板上裝設操作按鈕、反饋指示、遠方就地切換手柄等裝置。若有防進(jìn)水要求，可定值防護等級較高的分體控制箱，分體控制箱可自行設計組裝，也可根據功能要求外委加工制作。根據現場(chǎng)條件，將控制箱固定后，完成控制箱準備工作。
分體控制箱在制作時(shí)就設計了與執行器聯(lián)接的接口端子，在與執行器進(jìn)行聯(lián)接時(shí)，分別按照各回路一次校對聯(lián)接即可。需要特別指出的是，分體控制箱內強電與弱電端子分別布置2排端子或布置在1排時(shí)強弱電分開(kāi)布置，中間使用3～5個(gè)空端子隔開(kāi)。在控制箱內粘貼接線(xiàn)端子圖與控制回路圖，便于日后檢修維護。
對于執行器調試而言，按常規調試方法進(jìn)行即可。在電動(dòng)執行器上電前確認回路正確、電源及電動(dòng)機無(wú)接地和短路等，閥門(mén)在中間位置且有可靠的切斷電源的手段，遠方就地切換手柄在就地位置。上電調試并記錄相關(guān)數據即可完成調試工作。
3、電動(dòng)執行器分體改造的效果
華電包頭公司完成了16臺空氣預熱器入口煙氣擋板、8臺循環(huán)水系統蝶閥、8臺減溫水調門(mén)電動(dòng)執行器分體改造，在改造后投入運行1年多的時(shí)間里，從未發(fā)生由于電動(dòng)執行器故障而引起閥門(mén)無(wú)法操作的問(wèn)題，分體控制箱內電子元件工作正常，維護工作量大大降低，維護費用相應也降低。因此，可為遇到相似情況的其他電廠(chǎng)提供借鑒，也可為火力發(fā)電廠(chǎng)在高溫、高濕度環(huán)境條件下設計使用電動(dòng)執行器時(shí)提供參考。
4、結束語(yǔ)
隨著(zhù)電動(dòng)執行器技術(shù)不斷的革新，適應各種環(huán)境的不同種類(lèi)及型號的電動(dòng)執行器在電力生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用，分體式電動(dòng)執行器的應用就是一個(gè)典型案例。分體式電動(dòng)執行器能在高溫、高濕度環(huán)境條件下工作，它具有應用和推廣的意義。該項技術(shù)的應用，達到了技術(shù)改造時(shí)確立的電動(dòng)執行器能在特殊環(huán)境下長(cháng)期穩定運行之目的。
