中國石化齊魯分公司第二化肥廠資源優(yōu)化項目配套的3臺240t/h循環(huán)流化床鍋爐(CFB)，于2006年12月建成投產(chǎn)，共用電動執(zhí)行機構(gòu)180臺，其中智能型電動執(zhí)行機構(gòu)82臺，非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)98臺。通過幾年來的使用、維護等，發(fā)現(xiàn)非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)價格便宜，但使用成本較高，可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線等技術(shù)在工業(yè)過程中的應用，非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)已遠遠不能滿足工業(yè)生產(chǎn)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(zhí)行機構(gòu)更換為性能價格比較高的智能型電動執(zhí)行機構(gòu)。

1、智能型電動執(zhí)行機構(gòu)性能特點

　　智能型電動執(zhí)行機構(gòu)采用機電一體化技術(shù)，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(qū)動閥門的開與關(guān)，具有動作快、保護較完善、便于和計算機聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點。實際運行表明，智能型電動執(zhí)行機構(gòu)具有工作穩(wěn)定，性能可靠，便于調(diào)試、維修等優(yōu)點。其工作原理見圖1。

圖1 電動執(zhí)行機構(gòu)工作示意

　　如圖1所示，調(diào)節(jié)閥的電動執(zhí)行機構(gòu)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(chǎn)過程而不需要親臨現(xiàn)場去人工操作閥門的開和關(guān)。只需鋪設(shè)一些管線連接控制室和執(zhí)行機構(gòu)，驅(qū)動能源通過管線直接激勵電動執(zhí)行機構(gòu)，并且用4-20mA信號來反饋閥門的位置。

　　智能型電動執(zhí)行機構(gòu)與非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)比較主要有以下優(yōu)點：

　　(1)機電一體化設(shè)計。智能型電動執(zhí)行機構(gòu)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(jié)省了大量人力、物力、財力。

　　(2)設(shè)定調(diào)試簡單。非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)機械限位、扭矩、力矩開關(guān)都需打開電動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)蓋，有時還需要搭設(shè)專門的腳手架。而設(shè)定調(diào)試智能型電動執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)沒有力矩和限位保護功能，一旦力矩和限位保護調(diào)節(jié)不當或損壞，極易燒毀電動機。而智能型電動執(zhí)行機構(gòu)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(diào)整功能。當三相電源接入錯誤時，智能型電動執(zhí)行機構(gòu)的控制芯片會自動糾錯，選擇正確轉(zhuǎn)向，避免燒毀電動執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)更換為智能型電動執(zhí)行機構(gòu)。

　　(1)電動執(zhí)行機構(gòu)與閥門的連接。由于使用原有閥門，更換不同廠家的電動執(zhí)行機構(gòu)其連接部分要與原有閥門配套，需實際測量閥門與電動執(zhí)行機構(gòu)的連接尺寸。有時還要在安裝現(xiàn)場制作非標準連接件。如1#汽輪機蒸汽調(diào)節(jié)閥TV04025電動執(zhí)行機構(gòu)改造，需將揚州修理廠生產(chǎn)的非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)，更換為上海沃電公司的智能型電動執(zhí)行機構(gòu)，其與閥門的連接在現(xiàn)場就地加工非標準連接件得以實現(xiàn)。

　　(2)正確接線。大部分非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)原設(shè)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(shè)2條1mm2屏蔽電纜，實現(xiàn)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(shè)定和調(diào)試。智能型電動執(zhí)行機構(gòu)的初次設(shè)定和調(diào)試是其安全運行的基礎(chǔ)，開、關(guān)閥門的限位要十分準確，既要保證閥門開關(guān)的嚴密性，又不能使電動執(zhí)行機構(gòu)過力矩和過扭矩。電動執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)HV1114出現(xiàn)了一次燒毀電源模塊的故障，檢查現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)接線正確，排除了施工方面的原因，經(jīng)與廠家技術(shù)人員溝通認為，初次設(shè)定和調(diào)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(zhí)行機構(gòu)的電動機。簡單快速有效的解決辦法是調(diào)節(jié)電動執(zhí)行機構(gòu)的死區(qū)(即電動執(zhí)行機構(gòu)對4-20mA電流的靈敏度)，一般由原出廠值0.4%調(diào)至0.6%～0.9%。調(diào)節(jié)后電動執(zhí)行機構(gòu)運行平穩(wěn)。

3、改造后的效果

　　改造后的電動執(zhí)行機構(gòu)運行穩(wěn)定、使用成本降低，可靠性和穩(wěn)定性得到提高。表1為2011年11臺電動執(zhí)行機構(gòu)改造前后故障次數(shù)對比數(shù)據(jù)，可以看出這11臺電動執(zhí)行機構(gòu)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(wěn)長滿優(yōu)運行，且降低了維護成本。

表1 2011年11臺電動執(zhí)行機構(gòu)改造前后故障次數(shù)對比

　　可見，非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)價格便宜，但使用成本較高，可靠性和穩(wěn)定性較差。智能型電動執(zhí)行機構(gòu)具有非智能型電動執(zhí)行機構(gòu)無法比擬的優(yōu)點，智能型電動執(zhí)行機構(gòu)在CFB鍋爐的使用范圍會越來越廣。