电站电动阀门电动执行机构-ag亚博网站

                          电站电动阀门电动执行机构

                            上海申弘阀门有限公司
    电动阀门电动执行机构作为电动阀门的动力装置，直接影响着电动阀门的使用性能。作为电站自动控制的终端环节之一，电动阀门在电站中起着至关重要的作用。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：ag亚博网站-ag亚博国际,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀,电动球阀,气动球阀,电动闸阀,气动闸阀,电动调节阀,气动调节阀，。、、衬胶阀门、衬氟阀门。因而，阀门电动执行机构的选择好坏将直接影响整个电厂的可靠性、安全性、经济性，甚至事关机组能否正常运行。
     电动执行机构按其操作方式分为迴转、直行程和角行程3种。以下就电站阀门电动执行机构的选型谈一谈笔者的看法。
     根据所选阀门的使用的工况条件确定电动执行机构是调节型的还是开关型的。我们知道通常情况下，电动调节阀采用的执行器多为调节型的；电动闸阀、截止阀等采用的执行器多为开关型的。但是阀门的类型并不是电动执行机构选型的*决定因素，当我们在为一个电动阀门选择使用调节型还是开关型电动执行机构时，该阀门在单位时间的使用频率决定了应该选择哪种电动执行机构。例如，对采用远方手动操作控制的调节阀来说法，亦可以采用开关型的电动执行机构。
     过去，电动执行机构被严格地分为开关型电动装置和调节型的电动执行机构，因此我国至今仍有相应的国家标准对该类产品有着严格的定义和要求。但随着大量引进型、进口电动执行机构进入市场以来，以及自动化水平的不断提高，电动执行机构不断的向标准化，模块化、智能化转变，目前市场上的电动执行机构主要有开关型电动执行机构和调节型电动执行机构。
     开关型电动执行机构是过去常用的产品，如常州电站辅机厂的zb系列、扬州电力修造厂的dzw系列，均采用15min短时工作制，每h允许启动频率通常为100次，主要适用于要求不高，动作不频繁的两位制阀门上，由于它具有功率大、成本低、可靠性较好的优势，至今仍在电厂大量使用。近几年来，部分厂家也在老产品的基础上，相继延伸开发出一体化的电动装置，并根据需要能提供4～20ma反馈电流信号，如常州电站辅机厂的zb一体化系列等。尽管相对于老产品其价格有所提高，但为电厂提供了更多类型调节阀电动执行机构。

     由于过去调节阀仅起调节作用，其前常设有截止阀，所以通常对调节阀的泄漏等级要求并不高，故为减少阀门动作需要的力矩采用平衡式结构，限于当时电动执行机构的设计制造水平，因此调节型电动执行机构通常为小功率的电动执行机构。如自动化仪表十一厂的dkz系列等。但随着对调节阀要求的不断提高，以及电站设计向大容量、高参数发展，原有的电动执行机构功率已经不能满足要求，调节型电动执行机构也逐渐开始采用大功率产品。主要品种为进口或采用引进技术设计制造，如扬州电力修造厂引进德国西门子sipos3技术生产的2sa35系列调节型电动执行机构，上海自动化仪表十一厂引进英国rotork公司技术生产的m系列调节型电动执行机构，以及德国sipos公司（原属西门子公司）生产的sipos55系列，英国rotork公司的iqm系列调节型电动执行机构等。这些产品通常采用s4/s5工作制式，能满足电动执行机构每h动作1200次的要求。具有自动化程度高、可靠性好、速度快、功能多、控制精度高等优点，是目前电厂调节型电动执行机构的主导产品。

     与上述调节型电动执行机构相对应，各进口或采用引进技术生产的厂家同时拥有它们的对应的开关型电动执行机构，如扬州电力修造厂的2sa30系列，上海自动化仪表的a系列，以及德国sipos公司的sipos50系列，英国rotork公司的iq系列开关型电动执行机构等。这些产品也采用15min短时工作制，但能满足电动执行机构每h启动600次的要求。它们也同时拥有自动化程度较高、可靠性好、功能多、控制精度较高等优点，但成本可大幅下降，同时也是目前电厂开关型电动执行机构的主导产品。
     值得注意的是，目前国内很多进口电动执行机构的代理商采用在开关型电动执行机构上添加控制单元，使之由原来的开环控制转换为闭环控制，在控制部分上达到与调节型电动执行机构完全一致，并作为调节型电动执行机构销售。我们对进口开关型电动执行机构与调节型电动执行机构作了个比较：
     （1）电机功率相同情况下调节型电动执行机构输出力矩小于开关型电动执行机构。
     （2）加工精度及定位精度调节型电动执行机构大于开关型电动执行机构。
     （3）连续工作时间调节型电动执行机构大于开关型电动执行机构。
     鉴于上述原因，以及国外厂家在价格定位上的不同，开关型电动执行机构的价格要远小于调节型，采用这种经过改进的开关型电动执行机构作为调节型电动执行机构使用，能大幅度降低成本。如德国sipos公司的sipos50系列，英国rotork公司的iq系列等都可以选用调节型控制部分。由于我国目前自动控制程度相对较低，在很多不需频繁操作参与调节，且控制精度要求不高的场合下，使用开关型电动执行机构也无妨。需要指出的是，如果对调节阀使用情况不熟悉，或者该调节阀需要长时间频繁参与调节或者要求调节精度较高，建议还是使用正规调节型产品为好。

此流程中选用控制阀既简单又复杂。简单的过程介质简单，简单来看电站阀门电力流程实际上是水、蒸汽的循环流程。只有水和蒸汽两种，复杂的水和蒸汽的温度与压力波动范围大，带来系列问题如：闪蒸、气蚀、冲刷、噪音、腐蚀。但首先要考虑的控制阀的平安性与可靠性。

保证蒸汽蒸发量，给水阀(主、附锅炉给水阀、复合型给水调节阀)控制要求：控制锅炉进水量。维持锅炉水位(主、附型锅炉给水阀系统包含两个控制阀，一台用于锅炉启动时使用，涡街流量计一台用于正常给水使用)工况情况：锅炉启动时阀门压差可达100-300公斤，流量较小，正常运行时压差较小，流量大，流量可调比为75/1-100/1

v级关闭等级，阀门要求：wcb/wc9对于双阀系统中的启动阀要求抗气蚀。对于复合型给水阀需使用特性化阀内件同时满足锅炉启动与正常运行时的需要。一般阀门选择为故障关。

锅炉给水泵zui小流量循环阀

消除因流量过小、温升增加、水强烈气蚀使泵损坏。老式电站有使用开关型的zui小流量控制阀，控制要求：使锅炉给水泵安全启动及停止运行。同时还有使用机械式的泵自动循环阀)衬氟蝶阀

电站系统中承受压差zui大的阀门，工况情况：压降达160-350公斤。流量为正常流量的30%

防堵结构，阀门要求：抗气蚀。v级密封等级，泵启动与停止运行时阀门连续工作，泵正常启动后此阀门关闭，阀门通常为故障开。

高低电加热器疏水阀(给水加热器疏水、冷凝水加热器疏水)

及时将冷凝水排放，控制要求：控制加热器中冷凝水的位置。高水位排放，正常水位疏水

加热器之间的控制阀压差一般为6-30公斤，工况情况：饱和水。zui后一级疏水阀直接连接冷凝器或除氧器。

v或vi级密封等级，阀门要求：抗闪蒸冲刷。阀门通常为故障开。

除氧器水位控制阀(da lc

通过加入蒸汽提高水温消除溶解在水中的气体。控制要求：提供流量坚持除氧器正常水位。

压差大温度，工况情况：启动阶段流量较小。正常情况流量大，压差小，工况类似给水阀。

阀门要求：较低流量时有效抗气蚀。

减温阀(减温器)

工况情况：水，控制要求：将高压水喷射入蒸汽中使蒸汽温度达到控制要求。压差较大，

辅助雾化型，阀门要求：类型多样：喷嘴型。自我容纳型及对夹型。

减温减压阀(高、低压旁路阀)

给汽机提供一个旁路通道，控制要求：将高温高压蒸汽调整到一定温度压力的蒸汽。锅炉能够独立汽机而工作。

工况情况：高温高压蒸汽。

降噪，阀门要求：抗热冲击。反应迅速。

     在决定了执行机构工作方式后，我们需要根据实际需要选择必要的控制单元。对于开关型电动执行机构来说主要需要考虑以下几点：
     （1）是否为一体化，即电动执行机构不需要经过控制柜内的交流换向接触器就能直接采用控制信号驱动，是电动执行机构的发展方向。
     （2）是否需要4～20ma反馈信号，即能够输出阀门实际位置的信号。
     （3）需要那些开关量输出信号，如阀门开关到位、故障信号等，以及这些信号为常开还是常闭接点。
     （4）是否为智能化，目前还没有严格的界定，通常认为应带有液晶屏，采用cpu 控制芯片，具有人机对话的软件界面。
     （5）对接收开关量控制信号的要求
     （6）执行器的死区范围
     （7）执行器需要的动力电源要求
     对调节型电动执行来说，除了需要考虑以上几点外，还应考虑是否需要4～20ma阀位给定信号，也就是阀门需要运行到的位置信号。一般来说调节型电动执行机构均带有此项功能，只有少数要求采用开关量调节的电动执行机构可以不需要提供此功能。接下来需要考虑的是选择执行机构需要输出的操作力，通常直行程电动执行机构输出推力即阀门需要的推力，角行程电动执行机构输出转矩即阀门需要的力矩（底座曲柄型连接除外，目前已不大使用，在此不详述），而多迴转电动执行机构需要将执行器输出的转矩转换成阀门需要的推力，一般采用梯形螺纹，计算公式如下：
      t=2m/（1000d×tan（α ρ））
      t ---输出推力（n）
      m---输出力矩（n•m）
      d---梯形螺纹中径（mm）
      α---梯形螺纹压力角α=atan（s/iid）
      ρ---梯形螺纹摩擦角ρ=atan（f）
      s---梯形螺纹螺距（mm）
      f ---梯形螺纹摩擦系数
     需要注意的是必须考虑梯形螺纹摩擦系数f，在不同情况下可以是静摩擦系数，也可能是动摩擦系数。因此我们在计算阀门需要的zui大推力时必须根据阀门结构和运行的具体情况考虑此时梯形螺纹摩擦系数取值，考虑阀门冷热态实际情况应留有一定的余量，避免出现执行器输出转矩不够的情况。全程动作时间也是执行器选择的一个重要方面，一般来说各个厂家都有自己的常规转速，应尽量选择常规转速产品，它的大致计算方法如下：
     直行程全程动作时间（s）=行程（mm）/ 执行器速度（mm/s）
     多转式全程动作时间（s）=行程（mm）×60 / 螺距（mm）/ 执行器转速（r/min）
     角行程全程动作时间（s）=行程（o）/ 执行器速度（o/s）
     我们还必须考虑阀门与执行器接口的问题，由于过去我国的电动执行机构有自己的标准接口，与标准不同，造成了目前市场上电动执行机构接口的混杂，常用的有gb2920接口、gb12222接口、iso5210接口、din3210接口等，尤其要注意的是目前很少有生产厂家能提供接口齐全的产品，加装过渡法兰是常用的解决办法，但在操作上应慎重，否则将导致阀门与执行器无法连接。因此若无特殊需要，新设计阀门可优先采用iso5210接口，该接口有通用性较强。      除此之外，同时我们还要考虑执行器是否采用防爆型、户外型、防护等级是多少、电机的绝缘等级等安全要求，在此恕不细述。
     随着我国电站自动化水平的不断提高，相信在不久的将来电站阀门和执行器会运用更多的新技术和新工艺，本文是笔者在电站阀门电动执行机构选型上的一些经验体会，以供对电动执行机构选配时提供参考，并作为以后设计和选用新型电站阀门的一个前瞻性探讨。与本文相关的论文有：防爆电气设备容易放的三个误区