一例進口羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)故障原因的深度分析

引言

近年來,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,我國對環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)的重視程度逐年提高,對火力發(fā)電企業(yè)鍋爐排放煙氣中的s02控制越來越嚴(yán),運用合理的煙氣脫硫技術(shù),保證煙氣s02排放達到環(huán)境保護要求,是當(dāng)前火力發(fā)電企業(yè)環(huán)保工作的重中之重?；鹆Πl(fā)電企業(yè)煙氣脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行直接影響到煙氣脫硫的效率,對煙氣中s02達標(biāo)排放起著決定性作用,這不僅影響到對生態(tài)環(huán)境的有效保護,更關(guān)系到我國社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。因此,燃煤機組煙氣脫硫系統(tǒng)的地位極為重要,作為煙氣脫硫系統(tǒng)中配套的電動執(zhí)行機構(gòu)的作用也十分關(guān)鍵。

某火力發(fā)電企業(yè)的4臺燃煤機組,配置有兩套煙氣脫硫系統(tǒng),每套煙氣脫硫系統(tǒng)進口煙道、增壓風(fēng)機的旁路煙道上所安裝的大閥門,均配置了進口品牌羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)(以下簡稱電動頭）。在多年的生產(chǎn)運行過程中,曾經(jīng)出現(xiàn)電動執(zhí)行機構(gòu)運行異常現(xiàn)象,影響了煙氣脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,需要深入分析并采取防范措施,以提高火力發(fā)電企業(yè)環(huán)保裝置長周期穩(wěn)定運行水平。

1進口羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)（電動頭）簡介

羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)是對閥門進行就地及遠程電動控制的非侵入式自控設(shè)備,包括一個電機、減速齒輪、現(xiàn)場控制反轉(zhuǎn)啟動器,帶電子邏輯控制的力矩、限位和監(jiān)視裝置。這些裝置均封裝在防護等級標(biāo)準(zhǔn)為1P68、NEMA4和6的雙密封防水外殼內(nèi)。使用非侵入式、手持、紅外線1o設(shè)定器可對力矩、限位和可組態(tài)的指示觸點進行設(shè)定。由于優(yōu)良的品質(zhì)和良好的使用業(yè)績,因此羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)在許多工業(yè)領(lǐng)域均有大規(guī)模的使用。

其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1羅托克電動執(zhí)行機構(gòu)基本結(jié)構(gòu)示意圖

2故障案例

2017年6月某日,某套煙氣脫硫系統(tǒng)進口電動執(zhí)行機構(gòu)運行中,反映閥門位置全開的s2信號(參與DCs系統(tǒng)聯(lián)鎖）瞬間丟失,引起脫硫DCs相關(guān)聯(lián)鎖動作,影響了該套脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。工廠內(nèi)電氣維護人員立即到現(xiàn)場組織故障的應(yīng)急處理和檢查分析,鑒于生產(chǎn)情況緊急,現(xiàn)場決定先對故障的電動執(zhí)行機構(gòu)進行替換(使用新部件）,經(jīng)過連續(xù)的搶修,于次日凌晨恢復(fù)正常運行。此次事件導(dǎo)致該套煙氣脫硫系統(tǒng)生產(chǎn)異常,短時影響s02正常達標(biāo)排放。

3原因分析

故障發(fā)生的次日,所在單位組織相關(guān)電氣、儀表和工藝專業(yè)技術(shù)人員進行了多輪分析。將筆記本電腦與故障電動頭進行連接,采用廠家提供的專用軟件讀取電動閥內(nèi)部的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)電動閥全開信號s2接點短時確有丟失現(xiàn)象,并存在全開位由100%變?yōu)?9.99%的情況。

故障電動頭內(nèi)部的部分事件記錄如圖2、圖3所示。

圖2故障發(fā)生前,電動頭全開信號S2接點一直處于正常的閉合狀態(tài)

通過對上述故障電動頭內(nèi)部記錄的數(shù)據(jù)、DCs歷史數(shù)據(jù)曲線進行比對分析,結(jié)合故障前后運行工況,基本確認(rèn)造成本次脫硫系統(tǒng)進口擋板電動頭全開位反饋信號丟失、相關(guān)聯(lián)鎖動作的原因是由電動頭本體故障所引發(fā)的。

為確認(rèn)最終的故障原因,將拆下的故障電動頭由電動頭代理商送至廠家進行專項檢測,以進一步確定發(fā)生故障的原因。2017年7月,廠家技術(shù)部門反饋了分析意見,主要結(jié)論如下:

通過對故障電動頭內(nèi)部數(shù)據(jù)進行分析,可以確定本次電動頭出現(xiàn)故障的原因主要是由于電動頭內(nèi)部檢測元件比較靈敏所造成的。由于電動頭內(nèi)部編碼器處于全開位置的轉(zhuǎn)換點邊緣,并且現(xiàn)場有震動因素,導(dǎo)致編碼器產(chǎn)生0.1%的位置偏移,在這種情況下電動頭就由全開位100%變動為99.99%開的位置,直接導(dǎo)致全開限位斷開、信號消失。后續(xù)廠家對現(xiàn)有產(chǎn)品也有了一個新的固件升級版本,固件修復(fù)的目的在于電動頭閥位位置發(fā)生改變前必須先更改內(nèi)部編碼器數(shù)位的設(shè)置參數(shù),使得編碼器可以在轉(zhuǎn)換點的位置能夠停下來,避免因現(xiàn)場各種震動因素導(dǎo)致電動頭編碼器改變原有位置。

4改進及防范措施

(1）由電動頭廠家優(yōu)化內(nèi)部程序,將反映電動頭全開信號的=2限位動作條件由1個bit修改為3個bit,電動頭全開信號判斷條件由100%開度改為98%開度,避免誤動。

(2）對電動頭內(nèi)部輸出板卡其中一個備用輸出口定義為全開信號接點,并與現(xiàn)有=2接點進行并接,以提高聯(lián)鎖信號的實際運行可靠性,避免誤動。

(3）開展電動頭運行可靠性的技術(shù)攻關(guān),研究現(xiàn)場安裝閥位外部機械位置接近開關(guān)的可行性。