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對ZSZ-63×125型氣動執行機構的技術改造

日期:2025-04-27 07:04
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摘要:
 

對ZSZ-63×125型氣動執行機構的技術改造

     

本文論述ZSZ-63×125型和CPA1CN63-125-K型氣動執行機構構成和工作原理,存在問題包括線性較差,氣缸和減壓閥普遍存在漏氣、竄氣現象,造成執行機構動作不靈活,制定主要改造技術措施,通過改進加以消除。

   概述

    二次風調節氣動執行機構以壓縮空氣為動力能源,接受0.02~0.1MPa(0.2~1kgf/cm2)的氣模擬信號,隨著信號變化產生直位移,它也可接受0~10mA或4~20mA電流信號轉換氣信號,廣泛應用于各種控制系統,連接組成各種復雜的自動調節方式,特別適應鍋爐的風門、閥門的開度調節等。

    1、ZSZ-63×125型氣動執行機構

    ZSZ-63×125型執行機構是引進美國技術國產化的產品,氣動導閥式氣缸機構,氣缸直徑63mm,行程125mm,其特點結構簡單,使用方便可靠,耐磨損強,耐高溫性好,能在-20~100°C以下連續工作,重量輕,磨擦力小,機械效率高。

    1.1 工作原理


圖1 ZSZ-63×125氣動執行機構

    本執行機構主要由導向閥式定位器與氣缸兩大部份組成,其工作原理見圖1,當信號輸入定位器1氣室時,由于左右膜片的有效面積大小差異,關系到左右膜腔的力產生之差,使2導閥的閥芯向左移動,接氣缸A室端輸出,氣缸B室通大氣,AB室產生壓差,氣缸活塞向前進。

    當活塞前進時,反饋彈簧3被拉伸,直到彈簧拉力和1氣室作用力得到平衡為止,閥芯退到原位置,致使氣缸AB兩腔關閉,活塞運動停止達到定位。

    所以信號增加或減少,就氣缸所動作的位置,也就是氣缸的行程是受信號所控制,其控制系統原理見方框圖2。


圖2 ZSZ-63×125氣動執行機構原理框圖

    1.2 安裝及維修保養

    氣源管路上裝有關斷閥和空氣過濾穩壓器,執行機構必須安裝在清潔干燥,無沖擊振動較少及環境溫度小于100℃場合并容易檢修的地方,方向可以垂直、水平或倒裝,方向不限縱橫方便,采用倒裝時,彈簧外罩必須倒置,以免灰塵落到反饋理簧上面,影響執行機構的精度。

    執行機構維修時必須切斷氣源,再拆執行機構,維修后調整性能是否符合指標要求,其方法如下。

    當信號壓力小時活塞應在B處底,信號增加大時活塞應在A處底,測量行程是否正確,要是不正確,調整拉伸彈簧范圍,調至信號范圍內反饋彈簧的有效圈數應適應活塞行程位置,ZSZ-63×125氣動執行機構校驗如表1。

表1

    執行機構必須定期維修,一年清洗一次導閥的閥芯、閥套,裝配時注意輕裝,不得影響閥芯同心度及外圓光潔度,并涂有一定的潤滑油。

    2、存在問題

    目前使用的氣動執行機構已經超出使用壽命,線性較差,氣缸和減壓閥普遍存在漏氣、竄氣現象,造成執行機構動作不靈活。

    對瑞安儀表三廠的氣動執行機構的質量反映較強烈,現場維護工作量太大,原使用的氣動執行器存在調整不方便缺陷,維護量大,不利于運行人員的燃燒調整。

    由于現設備的故障率較高,既降低了設備的健康水平,加大了維護及檢修費用,同時影響了自動調節系統的正常投入,增加了運行人員的勞動強度,不利于機組的**經濟運行。

    3、改進方案

    3.1 工程內容及工程量

  • 執行機構底座焊接
  • 安裝20臺CPA1CN63-125-K氣動執行機構
  • 敷設配置管纜
  • 單體調試
  • 系統調試
  • 總工程量為4人5天

    3.2 施工方案及施工方法

  • 由鍋爐定位在爐四角安裝20臺CPA1CN63-125-K氣動執行機構,使檔板能夠達到全開全關;
  • 敷設管纜,實現電氣轉換器與氣動執行機構的控制氣源連接;
  • 各個控制回路送電、送氣源調試;
  • DCS系統聯調。

    3.3 主要改造技術

    氣動執行機構從現場拆除時,管路、接線等要作好標記,并將氣源管路封堵,執行機構上部的氣動定位器要拆除,并作好標記,以便復裝。

    解體氣動執行機構前作好各個部件的標記和旋轉方向的標記,解體時執行機構內部各個部件的位置作好標記,解體后的部件按順序在指定的地點擺放整齊,執行機構配件清洗干凈,無污垢銹跡,氣路吹掃暢通,無堵塞,氣缸復裝前將所有滑動、磨擦、轉動的部件涂抹潤滑油,對老化的密封環、密封墊進行更換,執行機構復裝要按照順序逐個進行,防止錯誤安裝。

    控制氣源管路各接口要纏繞生料帶,復裝精密配件用力均勻,執行機構各個密封螺絲要緊固牢固,執行器進行通氣試驗,檢查執行器的密封性良好,無滲漏點,安裝氣動定位器,檢查氣動執行機構的旋轉角度合適,試驗定位器斷信號和斷氣保位功能正常,執行機構運到現場安裝,管路連接正確、密封良好。
儀用氣源閥門打開,調整減壓閥壓力,使氣源壓力符合要求,擋板或閥門的全開和全關定位要和鍋爐以及運行人員一塊進行,確保定位,零點、量程和閥門實際開度一致。

    檢查執行機構和擋板動作情況,執行機構動作靈活無卡澀,通過CRT遠方操作執行機構,核實開關方向和擋板動作情況應一致。

    4、CPA1CN63-125-K氣動執行機構

    SMC系列“CP”型氣缸定位器由PHD公司生產,安裝方式為單底座、無需潤滑、缸徑63mm、行程125mm、極限環境溫度110℃,防塵耐溫型, CPA1CN63-125-K型氣動執行機構專為電廠使用環境設計,可耐受110℃高溫,調節簡單靈活,響應時間短,線性度好,控制精度高,維護簡便,氣缸定位器能夠在工程控制,伺服機構控制提供和固定的定位,它的簡潔設計更益于安裝和維護。

    CPA1CN63-125-K型氣動執行機構供氣壓力為40~100psi(3.0~7.0Kgf/cm2),信號壓力3~15psi(0.2~1 Kgf/cm2),線性小于±2%,滯后性小于1%,重復性小于1%,性全程小于0.5,響應時間0~12秒。


圖3 CPA1CN63-125-K氣動執行機構響應時間

    CPA1CN63-125-K氣動執行機構要求氣源必須干凈,無塵,在連接管路前,檢查并清洗連接氣動管路。

    CPA1CN63-125-K型氣動執行機構工作原理可參考圖4所示的原理圖。


圖4 CPA1DN50300H型氣動執行機構原理            CPA1DN50300H型氣動執行機構

    在控制壓力為零時,氣源由供氣口充滿滑閥(9)的軸末端(7)和(8),通過節流孔和噴嘴(6)泄壓,滑軸就不平衡,并移到小孔末端,氣源通過OUT2進入氣缸,并通過OUT1排氣,氣缸被壓縮,此時,滑軸通過末端隔膜(8)保持在中性點上,平衡控制壓力(3)和鄰近的噴嘴(6)產生在末端膜片(7)上的壓力。

    當控制氣源壓力減小時,控制信號膜片(3)移動到迫使氣體從噴嘴(6)的泄走,并使末端膜片(7)處壓力增加。驅使滑閥(9)移動并使氣源移向氣缸另一端。

    當滑閥(9)將回到中間點時,反饋彈簧(2)上的作用力和控制信號(3)的作用力,使氣缸保持在與信號壓力一致的位置上,滿度和零點調整裝置以用于使反饋彈簧(2)調整到優位置。

    5、過濾減壓器改型

    瑞安市儀表三廠生產的過濾減壓器無法在線排污,容易堵塞,堵塞時只能停氣清洗過濾網,現改為由亞德客(AirTAC)工業股份有限公司生產的BFR3000-M型過濾減壓器,當水位達到濾芯座下方水平之前必須排除水份。

    在轉動旋轉鈕前,先拉起再旋轉,壓下旋轉鈕為定位位置,向右旋轉提高出口壓力,向**轉降低出口壓力,調節壓力時,逐步均勻地調至所需壓力值,不應一步調節到位。


圖5 過濾減壓閥改型

    6、管纜連接改軟連接

    運行人員操作風門擋板過程中,執行機構位置發生位移,氣源管路采用管纜與執行機構硬連接,容易導致接頭漏氣,現改為氣動執行機構連接軟管,規格為3/8-φ8×1200,里層為硬硅膠管,外層為不銹鋼軟管,由浙江瑞安中興執行器廠生產。


圖6 3/8-φ8×1200執行機構軟管

    7、效果分析

    經過改造,氣動執行機構工作穩定,極大方便了運行人員的操作和調整,被調量二次風壓更加穩定,進一步保證了風和粉的佳配比,鍋爐燃燒更加穩定,保證了鍋爐的**運行。

    CPAICN63-125-K執行機構,性能比較穩定,耐溫能力高,更換后有利于輔助風自動調節系統的正常投入,提高機組的自動化水平,減輕運行人員的勞動強度,為競價上網創造條件。

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