CFB锅炉电动执行机构改造
中国石化齐鲁分公司第二化肥厂资源优化项目配套的3台240t/h循环流化床锅炉(CFB)，于2006年12月建成投产，共用电动执行机构180台，其中智能型电动执行机构82台，非智能型电动执行机构98台。通过几年来的使用、维护等，发现非智能型电动执行机构价格便宜，但使用成本较高，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，非智能型电动执行机构已远远不能满足工业生产的要求。因此在费用允许的情况下，有计划地将部分非智能型电动执行机构更换为性能价格比较高的智能型电动执行机构。
1、智能型电动执行机构性能特点
智能型电动执行机构采用机电一体化技术，将阀门、伺服电动机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，智能型电动执行机构具有工作稳定，性能可靠，便于调试、维修等优点。其工作原理见图1。
图1 电动执行机构工作示意
如图1所示，调节阀的电动执行机构是依靠4-20mA电流控制阀位的。自动控制阀最大好处是可远距离操作阀门，即操作人员坐在控制室控制生产过程而不需要亲临现场去人工操作阀门的开和关。只需铺设一些管线连接控制室和执行机构，驱动能源通过管线直接激励电动执行机构，并且用4-20mA信号来反馈阀门的位置。
智能型电动执行机构与非智能型电动执行机构比较主要有以下优点：
(1)机电一体化设计。智能型电动执行机构集减速器、电动机、控制器和操作器于一体，便于安装、操作和维修。安装时间只需非智能型的一半左右。操作可用遥控器远程操作。维修只需更换部分控制芯片，节省了大量人力、物力、财力。
(2)设定调试简单。非智能型电动执行机构调节机械限位、扭矩、力矩开关都需打开电动执行机构内盖，有时还需要搭设专门的脚手架。而设定调试智能型电动执行机构只需在操作面板或遥控器上进行，简单、方便、可靠。
(3)力矩和限位保护功能。非智能型电动执行机构没有力矩和限位保护功能，一旦力矩和限位保护调节不当或损坏，极易烧毁电动机。而智能型电动执行机构具有此项功能，在过力矩和限位情况下，能自动切断电源，保护电动机不被烧毁。
(4)电源相序自动调整功能。当三相电源接入错误时，智能型电动执行机构的控制芯片会自动纠错，选择正确转向，避免烧毁电动执行机构的电动机及损坏阀门等，提高了使用安全性和可靠性。而非智能型电动执行机构不具备此功能。
2、改造实施情况
自2011年7月以来，将其中运行故障率比较高的11台非智能型电动执行机构更换为智能型电动执行机构。
(1)电动执行机构与阀门的连接。由于使用原有阀门，更换不同厂家的电动执行机构其连接部分要与原有阀门配套，需实际测量阀门与电动执行机构的连接尺寸。有时还要在安装现场制作非标准连接件。如1#汽轮机蒸汽调节阀TV04025电动执行机构改造，需将扬州修理厂生产的非智能型电动执行机构，更换为上海沃电公司的智能型电动执行机构，其与阀门的连接在现场就地加工非标准连接件得以实现。
(2)正确接线。大部分非智能型电动执行机构原设计没有回讯信号来反馈阀门的位置，所以在改造中要重新敷设2条1mm2屏蔽电缆，实现通过4-20mA电流控制阀位，并通过4-20mA信号来反馈阀门位置的功能。
(3)初次设定和调试。智能型电动执行机构的初次设定和调试是其安全运行的基础，开、关阀门的限位要十分准确，既要保证阀门开关的严密性，又不能使电动执行机构过力矩和过扭矩。电动执行机构的力矩一般要求不大于75%、扭矩一般要求不大于65%。
(4)试车。就地、远控试车良好。投入使用。
(5)运行过程中故障处理。改造后新安装的智能型电动执行机构HV1114出现了一次烧毁电源模块的故障，检查现场后发现接线正确，排除了施工方面的原因，经与厂家技术人员沟通认为，初次设定和调试方面有问题。由于工厂电力电缆比较多，强电干扰非常强，有时即便使用屏蔽电缆，也不能完全屏蔽掉干扰信号，这部分干扰信号会影响控制阀位的4-20mA电流，引起阀门误动，严重时会烧毁电动执行机构的电动机。简单快速有效的解决办法是调节电动执行机构的死区(即电动执行机构对4-20mA电流的灵敏度)，一般由原出厂值0.4%调至0.6%～0.9%。调节后电动执行机构运行平稳。
3、改造后的效果
改造后的电动执行机构运行稳定、使用成本降低，可靠性和稳定性得到提高。表1为2011年11台电动执行机构改造前后故障次数对比数据，可以看出这11台电动执行机构故障率由改造前的4.83次/月下降到0.83次/月，确保了装置的安稳长满优运行，且降低了维护成本。
表1 2011年11台电动执行机构改造前后故障次数对比
可见，非智能型电动执行机构价格便宜，但使用成本较高，可靠性和稳定性较差。智能型电动执行机构具有非智能型电动执行机构无法比拟的优点，智能型电动执行机构在CFB锅炉的使用范围会越来越广。
