隨著電廠容量越來(lái)越大，參數(shù)越來(lái)越高，對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可靠性要求便越來(lái)越高。近年來(lái)，角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障頻發(fā)，直接影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)多次摸索分析，查明故障主要原因在于位置變送器，通過(guò)改進(jìn)提高了裝置運(yùn)行的可靠性。本文介紹發(fā)送位置信號(hào)的角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)其運(yùn)行情況及故障處理方法。

1、角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介

　　角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)中的送風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉、引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉、一次風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉和磨煤機(jī)冷熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板控制和位置指示。下面是某電廠其具體配置列于表1。

1.1、ABBBailey公司的UE型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介

　　ABBBailey公司生產(chǎn)的通用旋轉(zhuǎn)型UE20、UE30電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由主控制器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩個(gè)主要部分組成。主控制器采用單相調(diào)節(jié)控制器，包括電源板、位置控制模件PCM板和一塊固定母板。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電子位置變送器及配套操作系統(tǒng)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)列于表2。

　　電子位置變送器是由一個(gè)2kΩ線性電位器(0～270°轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)0～2kΩ)經(jīng)過(guò)反饋線路板將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸0～100%動(dòng)作范圍轉(zhuǎn)換為能供主控制模件使用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA。電位器通過(guò)三根引線連接至反饋線路板，由反饋線路板通過(guò)兩根反饋電纜引至主控模件上，反饋電纜的屏蔽線引至主控模件的LSC端子可靠接地。

1.2、FOXBORO/JORDAN公司的SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介

　　FOXBORO/JORDAN公司生產(chǎn)的SM5360、SM5480電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由伺服控制器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。伺服控制器采用AD7300系列伺放控制模件和變壓器，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電子位置變送器及輔助操作系統(tǒng)等設(shè)備。SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)列于表3。

　　SM型執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子位置變送器采用的電位器是1kΩ的可變電阻，電位器可以360°轉(zhuǎn)動(dòng)，但有效可變電阻角度為300°。通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)鑲嵌在主軸上的大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)帶動(dòng)電位器轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的小齒輪，使得電位器的阻值發(fā)生變化，經(jīng)轉(zhuǎn)換，輸出伺放模件所能接受的4～20mA信號(hào)，以反映0～100%的開(kāi)度。

2、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況分析

　　從機(jī)組投運(yùn)開(kāi)始，最初幾年角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行基本正常，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的異常情況逐步增多。

2.1、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.1.1、UE型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.1.1 UE統(tǒng)計(jì)圖

2.1.2、SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.1.2 SM統(tǒng)計(jì)圖

2.2、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象匯總

2.3、UE型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象及原因分析

　　UE型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1992年開(kāi)始投運(yùn)，最初運(yùn)行情況良好，但有時(shí)遇到大暴雨時(shí)，磨煤機(jī)A、磨煤機(jī)F的熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能正常動(dòng)作，可是CRT位置反饋信號(hào)與指令信號(hào)會(huì)出現(xiàn)偏差，當(dāng)二者的偏差大于10%，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將受到強(qiáng)制手動(dòng)信號(hào)。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)這二臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于鍋爐側(cè)最東、最西端的磨煤機(jī)A、磨煤機(jī)F熱風(fēng)風(fēng)道上，下雨時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和熱風(fēng)道易受侵襲，雨水遇熱形成的潮氣侵入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部，直接影響了位置變送器正常顯示。1997年以后故障逐漸增多，有時(shí)新?lián)Q的電位器用了一個(gè)月左右就發(fā)生晃動(dòng)現(xiàn)象，如果電位器在20mA的位置時(shí)，用手觸摸電位器的引線，反饋顯示會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)行不久，就會(huì)發(fā)生調(diào)門(mén)晃動(dòng)故障。此外，反作用的磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)和送風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)多次在運(yùn)行中出現(xiàn)指令至0%，CRT位置反饋顯示為-30%，而實(shí)際擋板位置在全開(kāi)位置的異�，F(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這種故障時(shí)，如用手碰電位器的三根引線，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反饋顯示立刻變?yōu)檎��?00%，最初懷疑是電位器受到靜電干擾，于是檢查了反饋電纜的屏蔽線，把所有連接部分重新緊固一遍，將電位器三根引線外表用銅導(dǎo)線串聯(lián)纏繞在一起，然后將銅導(dǎo)線接地，但運(yùn)行一段時(shí)間仍會(huì)出現(xiàn)位置反饋晃動(dòng)等故障現(xiàn)象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)多次故障發(fā)生后，在確診接線、連接部件及屏蔽完好后，發(fā)現(xiàn)故障主要原因在電位器。我們通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電位器故障統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：投產(chǎn)時(shí)的電位器質(zhì)量較佳，使用周期長(zhǎng)，96年起開(kāi)始使用購(gòu)買(mǎi)的備品，電位器品質(zhì)有好壞，因此使用一段時(shí)間后故障率也大大增加。2002年，廠家已不再生產(chǎn)UE型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所采用的電位器，經(jīng)過(guò)選型，曾改用RS公司的2kΩ碳膜式電位器，但也存在同樣缺陷。因此，選擇可靠的電位器或位置反饋裝置成為我們的工作重點(diǎn)。

2.4、SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象及其原因

　　SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最多的問(wèn)題是：在運(yùn)行時(shí)，會(huì)突然發(fā)生指令反饋不一致，實(shí)際風(fēng)機(jī)電流與風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度不匹配的現(xiàn)象。最初發(fā)生故障時(shí)，分析是由于電位器的碳膜磨損引起阻值跳躍變化導(dǎo)致，一般通過(guò)更換電位器就可以恢復(fù)正常。但在1997年的2月25日、4月10日、4月14日在#2機(jī)引風(fēng)機(jī)B導(dǎo)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)上接連發(fā)生三次實(shí)際位置與指令反饋不一致的現(xiàn)象，多次更換電位器，但過(guò)幾天仍會(huì)有相同的故障，最后只得更換新的執(zhí)行機(jī)構(gòu);后來(lái)2003年8月在#2機(jī)的引風(fēng)機(jī)A的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，又在不長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)數(shù)次出現(xiàn)上述故障，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，主軸與軸套之間磨損，間隙增大，使得主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)至某一角度時(shí)，發(fā)生細(xì)微的抖動(dòng)，其主軸連著的大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)也產(chǎn)生了極小的跳動(dòng)，在帶動(dòng)電位器小齒輪的同時(shí)，沒(méi)有形成同步，使得電位器阻值沒(méi)有正常反映導(dǎo)葉的開(kāi)度。事后利用機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)檢查使用年限較長(zhǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸和套軸之間均有磨損現(xiàn)象。對(duì)有磨損的主軸和套軸進(jìn)行重新修整、加工，缺陷消除。

3、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

3.1、UE型執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障處理

3.1.1、熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的執(zhí)行機(jī)構(gòu)改進(jìn)

　　針對(duì)磨煤機(jī)A和磨煤機(jī)F的熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的執(zhí)行機(jī)構(gòu)易受暴雨侵襲的情況，我們?cè)趫?zhí)行機(jī)構(gòu)的上部及側(cè)面加裝了遮雨蓬，并將所有熱風(fēng)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)的底座進(jìn)行了抬高，熱風(fēng)道保溫重新加固，從而徹底解決了暴雨、熱風(fēng)道漏風(fēng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的影響。

3.1.2、UE型位置變送器改造

　　經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的選擇比較，于2003年5月利用2#機(jī)檢修的機(jī)會(huì)，在冷風(fēng)調(diào)門(mén)上試裝了日本M-system公司型號(hào)為VOS2T-R的非接觸式位置變送器，該裝置取消了電位器和位置反饋電路板，測(cè)量角度為0～110°，利用直流差動(dòng)變壓器的轉(zhuǎn)換原理，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)非接觸式位置變送器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在差動(dòng)變壓器內(nèi)部?jī)蓚�(gè)線圈產(chǎn)生壓差，再轉(zhuǎn)換成4～20mA的輸出電流，反映出位置變化。在調(diào)試過(guò)程中，我們把非接觸式位置變送器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體外部，通過(guò)連桿與執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，但是通電校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)在中間位置沒(méi)法穩(wěn)定，一直上下晃動(dòng)，導(dǎo)致馬達(dá)過(guò)熱，執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止工作，而且還使得PCM模件損壞。經(jīng)分析后，加裝了M-system公司型號(hào)為M2DY的有源耦合隔離器，這種隔離器精度高、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)，能做到電源/信號(hào)之間、信號(hào)/信號(hào)之間的隔離，電源的突變也不會(huì)造成分散控制系統(tǒng)的損壞，并改進(jìn)了原信號(hào)傳輸接線(如圖1、圖2)，將新的位置變送器與原來(lái)連接電位器的軸相連，這樣既克服信號(hào)匹配問(wèn)題，又保證了測(cè)量的精度。非接觸式位置變送器于2003年5月在2#機(jī)磨煤機(jī)C冷風(fēng)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)上試裝成功，試運(yùn)行情況良好。事后，逐步利用大小修機(jī)會(huì)，將全部UE型的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置變送器改為非接觸式位置變送器。

圖1 原位置變送器接線圖

圖2 非接觸式位置變送器接線圖

3.2、SM型執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障處理

　　在UE位置反饋裝置改造成功的基礎(chǔ)上，將非接觸式位置變送器運(yùn)用到了SM型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，在購(gòu)買(mǎi)備品時(shí)選用輸出功率大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改用輸出功率為10000英尺·磅的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　原電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電位器作為位置變送器的阻值變換元件，變送器性能與電位器的產(chǎn)品質(zhì)量有很大的關(guān)系，由于電位器電阻元件觸點(diǎn)處始終存在著摩擦和損耗，降低了電位器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，使電位器的可靠性和壽命受到影響。我廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置變送器改為非接觸式位置變送器，能有效解決位置變送器的可靠性問(wèn)題，提高設(shè)備的使用壽命，保障了鍋爐輔機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。