CFB鍋爐電動執行機構改造
中國石化齊魯分公司第二化肥廠資源優化項目配套的3臺240t/h循環流化床鍋爐(CFB)，于2006年12月建成投產，共用電動執行機構180臺，其中智能型電動執行機構82臺，非智能型電動執行機構98臺。通過幾年來的使用、維護等，發現非智能型電動執行機構價格便宜，但使用成本較高，可靠性和穩定性較差。隨著計算機網絡、現場總線等技術在工業過程中的應用，非智能型電動執行機構已遠遠不能滿足工業生產的要求。因此在費用允許的情況下，有計劃地將部分非智能型電動執行機構更換為性能價格比較高的智能型電動執行機構。
1、智能型電動執行機構性能特點
智能型電動執行機構采用機電一體化技術，將閥門、伺服電動機、控制器合為一體，利用異步電動機直接驅動閥門的開與關，具有動作快、保護較完善、便于和計算機聯網等優點。實際運行表明，智能型電動執行機構具有工作穩定，性能可靠，便于調試、維修等優點。其工作原理見圖1。
圖1 電動執行機構工作示意
如圖1所示，調節閥的電動執行機構是依靠4-20mA電流控制閥位的。自動控制閥最大好處是可遠距離操作閥門，即操作人員坐在控制室控制生產過程而不需要親臨現場去人工操作閥門的開和關。只需鋪設一些管線連接控制室和執行機構，驅動能源通過管線直接激勵電動執行機構，并且用4-20mA信號來反饋閥門的位置。
智能型電動執行機構與非智能型電動執行機構比較主要有以下優點：
(1)機電一體化設計。智能型電動執行機構集減速器、電動機、控制器和操作器于一體，便于安裝、操作和維修。安裝時間只需非智能型的一半左右。操作可用遙控器遠程操作。維修只需更換部分控制芯片，節省了大量人力、物力、財力。
(2)設定調試簡單。非智能型電動執行機構調節機械限位、扭矩、力矩開關都需打開電動執行機構內蓋，有時還需要搭設專門的腳手架。而設定調試智能型電動執行機構只需在操作面板或遙控器上進行，簡單、方便、可靠。
(3)力矩和限位保護功能。非智能型電動執行機構沒有力矩和限位保護功能，一旦力矩和限位保護調節不當或損壞，極易燒毀電動機。而智能型電動執行機構具有此項功能，在過力矩和限位情況下，能自動切斷電源，保護電動機不被燒毀。
(4)電源相序自動調整功能。當三相電源接入錯誤時，智能型電動執行機構的控制芯片會自動糾錯，選擇正確轉向，避免燒毀電動執行機構的電動機及損壞閥門等，提高了使用安全性和可靠性。而非智能型電動執行機構不具備此功能。
2、改造實施情況
自2011年7月以來，將其中運行故障率比較高的11臺非智能型電動執行機構更換為智能型電動執行機構。
(1)電動執行機構與閥門的連接。由于使用原有閥門，更換不同廠家的電動執行機構其連接部分要與原有閥門配套，需實際測量閥門與電動執行機構的連接尺寸。有時還要在安裝現場制作非標準連接件。如1#汽輪機蒸汽調節閥TV04025電動執行機構改造，需將揚州修理廠生產的非智能型電動執行機構，更換為上海沃電公司的智能型電動執行機構，其與閥門的連接在現場就地加工非標準連接件得以實現。
(2)正確接線。大部分非智能型電動執行機構原設計沒有回訊信號來反饋閥門的位置，所以在改造中要重新敷設2條1mm2屏蔽電纜，實現通過4-20mA電流控制閥位，并通過4-20mA信號來反饋閥門位置的功能。
(3)初次設定和調試。智能型電動執行機構的初次設定和調試是其安全運行的基礎，開、關閥門的限位要十分準確，既要保證閥門開關的嚴密性，又不能使電動執行機構過力矩和過扭矩。電動執行機構的力矩一般要求不大于75%、扭矩一般要求不大于65%。
(4)試車。就地、遠控試車良好。投入使用。
(5)運行過程中故障處理。改造后新安裝的智能型電動執行機構HV1114出現了一次燒毀電源模塊的故障，檢查現場后發現接線正確，排除了施工方面的原因，經與廠家技術人員溝通認為，初次設定和調試方面有問題。由于工廠電力電纜比較多，強電干擾非常強，有時即便使用屏蔽電纜，也不能完全屏蔽掉干擾信號，這部分干擾信號會影響控制閥位的4-20mA電流，引起閥門誤動，嚴重時會燒毀電動執行機構的電動機。簡單快速有效的解決辦法是調節電動執行機構的死區(即電動執行機構對4-20mA電流的靈敏度)，一般由原出廠值0.4%調至0.6%～0.9%。調節后電動執行機構運行平穩。
3、改造后的效果
改造后的電動執行機構運行穩定、使用成本降低，可靠性和穩定性得到提高。表1為2011年11臺電動執行機構改造前后故障次數對比數據，可以看出這11臺電動執行機構故障率由改造前的4.83次/月下降到0.83次/月，確保了裝置的安穩長滿優運行，且降低了維護成本。
表1 2011年11臺電動執行機構改造前后故障次數對比
可見，非智能型電動執行機構價格便宜，但使用成本較高，可靠性和穩定性較差。智能型電動執行機構具有非智能型電動執行機構無法比擬的優點，智能型電動執行機構在CFB鍋爐的使用范圍會越來越廣。
