AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

2013-08-29 董建政 華能上海石洞口第一電廠

  德國AUMA集團是設計、制造電動執(zhí)行機構產(chǎn)品的著名廠商,業(yè)務遍及全球。我廠目前有一百多臺德國AUMA公司的電動執(zhí)行機構,主要應用在一次風與二次風系統(tǒng)的調節(jié)。AUMA電動執(zhí)行器具有體積小、重量輕、控制精度高、信號抗干擾能力強、動作可靠性高、現(xiàn)場調試簡便、防塵防水性能好、潤滑油密封性能好、安裝位置靈活等特點。

1、設備簡介

  標準的AUMA執(zhí)行器包括下列部件:齒輪、閥門連接件、手動驅動、馬達、控制單元、電氣連接。

  1.1 齒輪

  蝸輪將馬達轉速降低至要求的執(zhí)行器輸出轉速,齒輪箱的材料是鑄鐵。

  1.2 閥門連接件

  閥門連接件屬于標準件,可以適應標準的閥門連接接口。

  1.3 手動操作

  在手動方式下,限位開關設定和緊急操作是可行的,當執(zhí)行器在手動方式時,可以進行手動操作,馬達驅動被隔離。當馬達啟動時,手動操作自動被解除,電動操作期間,手輪是不轉動的。當執(zhí)行器有特殊的操作要求時,緊急操作是可行的。

  1.4 馬達

  AUMA執(zhí)行器的馬達具有較大的啟動力矩,確保閥門在全關時能夠及時打開,除非力矩超出范圍或電壓太低。根據(jù)標準,AUMA執(zhí)行器多配用三相交流馬達。

  馬達保護(熱敏開關):

  為了保護馬達,馬達繞組中埋入三個熱敏開關(單相交流電機是2個),開關接點接馬達控制回路,防止電動機升到很高的溫度從而保護電動機。馬達溫度高于140℃時,熱敏開關動作,開關接點斷開,電動機跳閘,當溫度下降至120℃以后,熱敏開關重新閉合,再次啟動電動機。對于防爆型電動執(zhí)行器,用熱敏電阻代替熱敏開關,實現(xiàn)防爆功能。

  1.5 控制單元(標準設備)

  限位開關、力矩開關和可選的位置反饋裝置是控制單元的組成部分。閥門的開關位置測量是兩個獨立的系統(tǒng),接入控制單元。

  限位開關:

  閥門的行程靠電子開關進行控制,兩個可調的、往復的機械計數(shù)齒輪裝置帶動限位開關,當閥門行進到極限位置時,斷開電機控制回路。

  力矩開關:

  力矩開關工作在蝸輪部分,力矩開關動作的數(shù)值能很容易地在拔盤上設定。力矩開關作為一個過負荷保護,作用于閥門的整個行程。

  2 執(zhí)行機構安裝注意事項

  ●底座由上下鋼板和支柱組成,鋼板厚度為10mm,支柱用12#槽鋼。

  ●執(zhí)行機構盡量靠近擋板安裝,即可減少連桿長度,又增加了力矩。

  ●執(zhí)行機構和擋板的轉臂應盡量在同一平面上動作。按通常習慣,應使執(zhí)行機構操作手輪順時針擋板關小,逆時針擋板開大,反之,應在執(zhí)行機構上標明開關的方向。

  ●執(zhí)行機構的底座安裝牢固端正,對于不同的安裝地方,采用不同的方式。

  ●在鋼結構的鍋爐本體上,將執(zhí)行機構的底座直接用點焊與鋼梁焊接。

  ●在給煤機平臺上的執(zhí)行機構,由于混凝土模板上還有一層很厚的沙漿,為了保證安裝牢固,除掉沙漿表層,然后用膨脹螺絲,先固定鐵板再上執(zhí)行機構,使執(zhí)行機構牢牢地得到固定,地面澆平后外觀很統(tǒng)一。

  ●連桿的配制

  a)執(zhí)行機構與擋板輸出臂在同一側位置。

  角行程執(zhí)行機構與擋板的連接實際是一種鉸鏈四桿機構,見圖1所示。

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

圖1

  L1為執(zhí)行機構的轉臂,L2為擋板擺臂或搖桿,L3為連桿,L4為機架。

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

  為了滿足特性和傳動力矩的最佳要求,取L2=L1即擋板的出軸與執(zhí)行機構的輸出臂長度一致,即連桿L3長度也就是L4的長度。擋板的輸出軸圓心到執(zhí)行機構輸出軸的圓心之間的距離就是連桿長度。將擋板置50%開度,擋板執(zhí)行器與連桿呈90°。

  b)執(zhí)行機構與擋板輸出臂在對立的位置(見圖2)。

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

圖2

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

  L1=L2

  L4:L1(L2)=4:1~5:1

  將擋板置50%開度,L1與L2平行。

3、調試方法

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

圖3

AUMA執(zhí)行機構在火電廠的應用

圖4

  3.1 打開NORM側面蓋板對機械限位進行調整

  (1)力矩設定(如圖3)

  松開A兩側螺絲既可撥動調整關力矩值,完畢后緊固兩側螺絲。

  松開D兩側螺絲既可撥動調整開力矩值,完畢后緊固兩側螺絲。

  (2)定行程(如圖3)

  閥門(擋板)手搖全關,向里按A同時轉動,使小凸輪B恰好轉到全關標記小紅點C處。

  閥門(擋板)手搖全開,向里按D同時轉動,使小凸輪E恰好轉到全開標記小紅點F處。

  (3)近控執(zhí)行器,檢查行程及力矩動作是否正常。

  3.2 閥位反饋調整(如圖3)

  (1)近控全關閥門(擋板),先把R2順時針調到底,再微回調。調整閥位反饋零位電位器N,使反饋電流為4.00mA。

  (2)近控全開閥門(擋板),調整閥位反饋滿度電位器M,使反饋電流為20.00mA。

  (3)反復調整零位與滿度直至完成。

  3.3 伺放板電信號平衡調整(如圖4)

  (1)設置伺放板的編程通過撥碼S1-7、S2-7設定為指令信號4~20mA,位置反饋信號4~20mA,失信號保持原位。

  (2)調關。外加4mA信號,近控全關閥門(擋板),調P3。

  若V28燈亮,順時針調整,使之滅,再順時針調整,使V27燈剛亮為止。

  若V27燈亮,逆時針調整,使之滅,再順時針調整,使V27燈剛亮為止。

  若都不亮,順時針調,使V27燈剛亮為止。

  (3)調開。外加20mA信號,近控全開閥門(擋板),調P4。若V28燈亮,順時針調,使之滅,再逆時針調使V28燈剛亮為止。

  若V27燈亮,逆時針調,使之滅,再逆時針調使V28燈剛亮為止。

  若都不亮,逆時針調,使V28燈剛亮為止。

  (4)反復開關調幾次直至完成。

  (5)P7為靈敏度細調,P9為靈敏度(死區(qū))粗調,根據(jù)需要進行調整,逆時針為減小死區(qū)增強靈敏度,順時針為增大死區(qū)減小靈敏度。

  P10、P8為開、關延遲時間(1S~10S),逆時針為減小,順時針為增大。

  3.4 調試注意事項

  當機械計數(shù)齒輪裝置帶動限位開關尚未全行程到位時,閥位反饋電位器計數(shù)齒輪已到位,產(chǎn)生不同步行程調亂現(xiàn)象,應松開電位器的緊固螺母,取出后回調電位器齒輪可避免此現(xiàn)象。

4、常見故障及處理方法

  4.1 近控不動

  (1)檢查交流380V電源是否正常(缺相)。

  (2)手搖操作桿機械是否卡。

  (3)手搖操作桿正常,檢查力矩值設置是否太小,造成力矩動作。

  (4)檢查控制頭按鈕板內熔絲與電源板(24V)熔絲是否正常。

  (5)伺放板ERR燈亮。

  a)按鈕板壞,更換。

  b)邏輯板壞,更換。

  (6)檢查馬達三相線圈電阻,壞更換。

  (7)檢查馬達是否過熱,造成電機溫控開關動作,可根據(jù)需要調整伺放板的靈敏度(減小)及延遲時間(增大)。

  (8)交流接觸器或可控硅固態(tài)繼電器壞,更換。

  4.2 近控正常,遙控不動

  (1)伺放板ERR燈亮,檢查指令信號,回路有否開路、接地。

  (2)伺放板ERR燈亮,檢查閥位反饋信號。

  a)閥位反饋回路有無開路、接地。

  b)閥位反饋板壞,更換。

  c)閥位反饋板好,閥位反饋電位器壞,更換。

  (3)伺放板壞更換。

  4.3 執(zhí)行器反饋經(jīng)常變化引起執(zhí)行器振蕩。

  (1)伺放板死區(qū)設置太小,引起靈敏度過高。

  (2)閥位反饋電位器安裝松動,或是電位器本身故障。

5、AUMA執(zhí)行機構的優(yōu)點

  AUMA執(zhí)行器手輪為側裝手輪,11:1的增益系數(shù),使操作更加輕松,并且節(jié)省安裝空間。大多數(shù)進口品牌執(zhí)行機構齒輪箱只有90°,而AUMA執(zhí)行器角行程的齒輪箱都是360°,調節(jié)余量足夠大。

  大多數(shù)進口品牌執(zhí)行機構控制器發(fā)生故障時,運行機組中的重要設備不允許全行程開關,只能小心地將風門擋板進行機械固定,并將執(zhí)行機構從連接處拆下進行故障處理,并粗略估算全行程對執(zhí)行器進行開關校驗,再恢復,風門擋板開度位置的精度降低了,且對機組安全運行風險極大。而AUMA執(zhí)行機構的限位和位反與控制器分離處于執(zhí)行機構底座處,處理控制器故障后不需要全行程重新校驗,因此不必對風門擋板進行機械固定和拆卸執(zhí)行機構,風險極小,大大提高了運行機組的安全性,我們認為這是AUMA執(zhí)行機構的最大優(yōu)點。

  我廠目前使用的AUMA執(zhí)行機構為SA型和SG兩種。SA型馬達功率大,全行程動作時間短,帶減速箱,控制器閥位反饋為單電位器,輸入信號和輸出信號都帶有隔離措施,避免用戶系統(tǒng)和執(zhí)行器內部的信號發(fā)生混亂,抗干擾能力超強。SG型馬達功率小,開關行程時間長,頻繁調節(jié)容易引起馬達過熱,造成電機溫控開關動作,控制器閥位反饋為雙電位器,無隔離板,抗干擾能力略差。建議采用SA型執(zhí)行器,價格雖高,但有利于設備維護及備品的統(tǒng)一。在用于頻繁調節(jié)的控制系統(tǒng)中,執(zhí)行機構控制器可選用可控硅固態(tài)繼電器,非頻繁調節(jié)或開關型控制的可選用交流接觸器。交流接觸器與可控硅固態(tài)繼電器(易耗品)的更換備品可選用國產(chǎn)上海華通電器廠的產(chǎn)品,供貨時間短,經(jīng)過我們長期使用后認為價廉質量好。執(zhí)行機構的扭矩值最好選需要扭矩值的1.5倍型。溫度高的地方可選用分體型執(zhí)行機構。

6、結束語

  我廠原使用某國產(chǎn)DDZ執(zhí)行機構DKJ型,其伺放器、位置發(fā)送器采用晶體管技術,功耗大、溫升高、恒流輸出特性差、體積大、防水防震防灰性能差,經(jīng)常發(fā)生運行中設備震動引起斷線,雨天密封性能差導致電路板燒壞,信號抗干擾能力差,現(xiàn)場環(huán)境溫度影響引起信號漂移。這些情況經(jīng)常發(fā)生,不得不花大量時間維護,對自動系統(tǒng)極為不利。

  自我廠3號機組改造開始采用AUMA電動執(zhí)行機構,經(jīng)過這幾年對進口設備的深入研究,技術上不斷消化,熟練地完成維修,設備的故障率明顯下降,提高了控制品質,大幅度減小了運行機組的維護量。