君矩电动执行机构分体改造方案

 

随着发电机组自动化程度的提高，智能化电动执行机构在电厂得到了非常广泛的应用，面对现场各种恶劣的情况，如：环境高温、高湿度及管道强烈振动等，执行机构可能会出现故障或运维不便，有效的解决途径之一就是对电动执行机构进行分体式安装。

 

一、影响因素

目前，常见的智能电动执行机构在现场安装时产生此类问题的原因主要可分为以下六种情况：

（1）在电厂生产运行中高温环境普遍存在，特别是锅炉本体附近，炉墙或炉四角二次风门便较为典型，二次风门数量多，安装位置紧靠炉墙，加之通风较差，在夏季,环境温度有时可达70 ℃以上，电动执行机构长时间在此环境中工作，经常会出现无阀位反馈显示或阀位反馈与现场阀位位置不符、拒动等现象，直接影响锅炉燃烧自动调节，甚至投入手动都无法运行，加之二次风门数量多，二次风门的故障成为电厂经济运行的隐患之一，维护量极大，究其原因，主要是二次风门长时间在高温环境中使用，其电动头内电子部件易老化，造成电路板受损，执行及阀位反馈部分元件受损，直接结果便是误动、拒动或反馈错误信息。

（2）随着工艺制造水平的不断提高，目前，电动执行机构防护等级已经很高，设备电子部分的密封性良好，大多数产品可达IP67及以上等级，理论上电动执行机构在长期潮湿环境中使用，不存在任何问题。但是，在潮湿现场应用中，电动执行机构的故障率明显高于干燥环境，例如：循环水阀门井、泵坑内阀门，长期处在潮湿环境中，特别是遇到极端工艺设备泄漏状况，还会浸没在水中，此种环境的执行机构故障率明显较高，给现场带来较大的维护工作量，究其原因，执行机构电子元件长期受潮，电路板故障是主要原因之一。

（3）电厂运行中，管道振动是电厂汽水系统运行的一种常见现象，原因多种，如：管道内流体突变、泵的振动引起管道振动、流体流速过快、水锤等都可引发振动，振动除对电厂汽水管道或对设备造成损坏外，对其管道上的电动执行机构也会产生影响，会使阀门控制失灵，阀位反馈错误，究其原因，振动可使接线松动、电路板部分产生损坏。

（4）现场不便于维护操作。例如：电厂给煤机入口闸板门电动执行机构，磨煤机入口冷热风门等位置一般处于煤仓间运转层以下，位置很高，悬挂于空中，且没有设置检修平台，造成基建工程完工进入运行阶段时，现场检修人员无法检修和就地操作的问题。

（5）电厂的精细化设计，会使电厂主厂房容积减少，节省了投资，但随之而来的是管道及设备布置紧凑，设备安装位置狭小，特殊情况下，执行机构安装受到限制。

（6）随着节能设备的不断应用，永磁调速由于其优点，部分已取代变频控制，如：凝结水泵、热网循环泵等。在现场应用中发现，复杂磁场特别是强磁场会对电动执行机构的正常工作造成影响，对控制信号的反应滞后、反应不灵敏，尽管采用屏蔽电缆也无法彻底改观，究其原因，可能是执行机构电子元件部分受强磁干扰所致。

 

二、解决方案

通过对上述六种情况电动执行机构出现故障的原因进行分析，执行机构电子单元部分发生故障是主要原因，而上述六种工作环境现场不可避免的存在，现场无法改变，通过提高执行机构电子单元部分特性或代价太高或无法实现，现实中解决问题的途径只能是改变执行机构电子单元部分的使用环境。

方法一：

进一步提高工艺水平，加强电动执行机构密封性，但随之而来的是产品成本投入的增加与使用效果的不匹配，而且无法从根本上解决问题。

方法二：

对于现场不便于维护操作的状况，如：给煤机入口闸板门电动执行机构，磨煤机入口冷热风门等，以往现场通过球形铰链及延长的连杆将电动执行机构引至运转层平台，可解决此问题。但连杆安装位置，安装平面方向都会受到限制，且安装不当，执行机构控制精度会受到影响，此方法可行但局限性较大。

方法三：

智能型电动执行机构主要由电子单元和机械单元两部分组成，对电动执行机构进行分体安装，即将执行机构电子单元部分与机械单元部分分离，电子单元部分安装至环境适合的位置，传动部分不变，仍安装于设备本体上，两者通过分体电缆连接，不失整体性，避开上述的高温、潮湿、振动、安装位置受限、电磁干扰等不利环境。

通过对适用性、可操作性的分析，我们得出结论：对电动执行机构进行分体安装改造，可以有效的解决电动执行机构在高温、潮湿、振动、电磁干扰等恶劣工况下出现事故和检修困难等问题，而又不影响工艺控制的要求，稳定性和可靠性得到提高。

 

三、分体改造实例

（1）高压旁路电动执行机构改造

高压旁路调节阀执行机构直接安装在阀体之上，在旁路投入时，会有管道振动的现象发生，执行机构受到影响，出现故障。解决方法是将电子部分和本体分装，执行部分仍安装在阀体之上，不影响任何应用，而电子控制单元安装在附近的便于操作的钢柱或钢梁之上，避免了振动的发生，设备正常运行，同时便于操作。

（2）热网循环泵永磁调速执行机构改造

执行机构距离永磁调速设备很近，设备单体调试过程中运行正常，但在永磁调速投入后，发生运行不稳定状况，将执行机构分体安装，执行部分不动，将电子控制单元安装在附近的墙体上，便于操作维护，同时解决了信号不稳定的的状况。

（3）磨煤机入口冷热风门执行机构改造

由于受锅炉房管道布置影响，使用加长的连杆也无法将执行机构引至运转层平台，而将执行机构分体安装，仅将电子控制单元引至运转层钢柱之上固定，其余不变，既保证执行机构的控制精度，又方便就地操作调试。由于发电厂自动化水平的提高，要求作为发电厂中重要设备之一的电动执行机构不仅能适应各种复杂的情况，还必须具有一定的可靠性。通过采取分体安装电动执行机构，满足了系统稳定运行，同时大大减小了调试人员和维护人员的工作量。

 

四、分体改造实施

任何一台君矩电动执行机构，无论在出厂前还是出厂后，都可以通过采用分体安装组件来实现其控制单元和机械单元的分体安装，完整的分体安装组件包括连接专用屏蔽电缆及相关配件。

专用屏蔽电缆的标准长度为3米、5米、10 米。 

分体改造后实物图

      

   改造时仅需将执行机构电子单元与机械单元的连接螺栓拆卸即可实现两部分的物理分离，而后将两端分别接入专用屏蔽电缆两头，再将电子单元部分安装固定在合适的位置即可，对于改造前已调试完成的一体式君矩执行机构，分体改造完成后可免调试投运。

 

五、结语

   君矩分体安装解决方案具有整体性好、改造灵活、改造工期短、改造免调试，改造简单方便，改造窗口期易调整等特点。特别适用于以下几种情况：

1、 安装现场环境温度过高；

2、 安装现场振动大；

3、 安装现场不便于调试、操作；

4、 现场安装空间不足；

5、 安装现场磁场紊乱、强度大；

6、 安装现场湿度大腐蚀性强；

长期以来，君矩电动执行机构被广泛用于电厂、供热系统、水泥厂、钢铁厂、供水系统、污水处理厂、食品工业和化工厂等，君矩电动执行机构不可避免的被应用于用户独特或共有的一些恶劣环境中。为保证君矩电动执行机构的安全性、稳定性和可靠性，保证客户设备安全经济运行，君矩开创性的提供了电动执行机构的分体安装解决方案，安全有效规避了现场恶劣环境对运行的影响。

   通过对众多用户的数据分析发现：现场环境恶劣情况下，电动执行机构的故障率明显高于正常使用环境，而使用君矩分体安装解决方案后，运行状况改善效果显著，不仅大幅改善了设备的故障率，提高了设备运行的可靠性，而且大幅降低了维护检修工作量和设备维护费用。