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對(duì)ZSZ-63×125型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的技術(shù)改造
本文論述ZSZ-63×125型和CPA1CN63-125-K型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成和工作原理,存在問(wèn)題包括線性較差,氣缸和減壓閥普遍存在漏氣、竄氣現(xiàn)象,造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活,制定主要改造技術(shù)措施,通過(guò)改進(jìn)加以消除。
概述
二次風(fēng)調(diào)節(jié)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以壓縮空氣為動(dòng)力能源,接受0.02~0.1MPa(0.2~1kgf/cm2)的氣模擬信號(hào),隨著信號(hào)變化產(chǎn)生直位移,它也可接受0~10mA或4~20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換氣信號(hào),廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng),連接組成各種復(fù)雜的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式,特別適應(yīng)鍋爐的風(fēng)門(mén)、閥門(mén)的開(kāi)度調(diào)節(jié)等。
1、ZSZ-63×125型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
ZSZ-63×125型執(zhí)行機(jī)構(gòu)是引進(jìn)美國(guó)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品,氣動(dòng)導(dǎo)閥式氣缸機(jī)構(gòu),氣缸直徑63mm,行程125mm,其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便可靠,耐磨損強(qiáng),耐高溫性好,能在-20~100°C以下連續(xù)工作,重量輕,磨擦力小,機(jī)械效率高。
1.1 工作原理
圖1 ZSZ-63×125氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
本執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向閥式定位器與氣缸兩大部份組成,其工作原理見(jiàn)圖1,當(dāng)信號(hào)輸入定位器1氣室時(shí),由于左右膜片的有效面積大小差異,關(guān)系到左右膜腔的力產(chǎn)生之差,使2導(dǎo)閥的閥芯向左移動(dòng),接氣缸A室端輸出,氣缸B室通大氣,AB室產(chǎn)生壓差,氣缸活塞向前進(jìn)。
當(dāng)活塞前進(jìn)時(shí),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(guān)閉,活塞運(yùn)動(dòng)停止達(dá)到定位。
所以信號(hào)增加或減少,就氣缸所動(dòng)作的位置,也就是氣缸的行程是受信號(hào)所控制,其控制系統(tǒng)原理見(jiàn)方框圖2。
圖2 ZSZ-63×125氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理框圖
1.2 安裝及維修保養(yǎng)
氣源管路上裝有關(guān)斷閥和空氣過(guò)濾穩(wěn)壓器,執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須安裝在清潔干燥,無(wú)沖擊振動(dòng)較少及環(huán)境溫度小于100℃場(chǎng)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(shí),彈簧外罩必須倒置,以免灰塵落到反饋理簧上面,影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精度。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)維修時(shí)必須切斷氣源,再拆執(zhí)行機(jī)構(gòu),維修后調(diào)整性能是否符合指標(biāo)要求,其方法如下。
當(dāng)信號(hào)壓力小時(shí)活塞應(yīng)在B處底,信號(hào)增加大時(shí)活塞應(yīng)在A處底,測(cè)量行程是否正確,要是不正確,調(diào)整拉伸彈簧范圍,調(diào)至信號(hào)范圍內(nèi)反饋彈簧的有效圈數(shù)應(yīng)適應(yīng)活塞行程位置,ZSZ-63×125氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)校驗(yàn)如表1。
表1
執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須定期維修,一年清洗一次導(dǎo)閥的閥芯、閥套,裝配時(shí)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(rùn)滑油。
2、存在問(wèn)題
目前使用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)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(xiàn)象,造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活。
對(duì)瑞安儀表三廠的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的質(zhì)量反映較強(qiáng)烈,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量太大,原使用的氣動(dòng)執(zhí)行器存在調(diào)整不方便缺陷,維護(hù)量大,不利于運(yùn)行人員的燃燒調(diào)整。
由于現(xiàn)設(shè)備的故障率較高,既降低了設(shè)備的健康水平,加大了維護(hù)及檢修費(fèi)用,同時(shí)影響了自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投入,增加了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,不利于機(jī)組的**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
3、改進(jìn)方案
3.1 工程內(nèi)容及工程量
- 執(zhí)行機(jī)構(gòu)底座焊接
- 安裝20臺(tái)CPA1CN63-125-K氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
- 敷設(shè)配置管纜
- 單體調(diào)試
- 系統(tǒng)調(diào)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(tái)CPA1CN63-125-K氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),使檔板能夠達(dá)到全開(kāi)全關(guān);
- 敷設(shè)管纜,實(shí)現(xiàn)電氣轉(zhuǎn)換器與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制氣源連接;
- 各個(gè)控制回路送電、送氣源調(diào)試;
- DCS系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。
3.3 主要改造技術(shù)
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從現(xiàn)場(chǎng)拆除時(shí),管路、接線等要作好標(biāo)記,并將氣源管路封堵,執(zhí)行機(jī)構(gòu)上部的氣動(dòng)定位器要拆除,并作好標(biāo)記,以便復(fù)裝。
解體氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)前作好各個(gè)部件的標(biāo)記和旋轉(zhuǎn)方向的標(biāo)記,解體時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)部件的位置作好標(biāo)記,解體后的部件按順序在指定的地點(diǎn)擺放整齊,執(zhí)行機(jī)構(gòu)配件清洗干凈,無(wú)污垢銹跡,氣路吹掃暢通,無(wú)堵塞,氣缸復(fù)裝前將所有滑動(dòng)、磨擦、轉(zhuǎn)動(dòng)的部件涂抹潤(rùn)滑油,對(duì)老化的密封環(huán)、密封墊進(jìn)行更換,執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)裝要按照順序逐個(gè)進(jìn)行,防止錯(cuò)誤安裝。
控制氣源管路各接口要纏繞生料帶,復(fù)裝精密配件用力均勻,執(zhí)行機(jī)構(gòu)各個(gè)密封螺絲要緊固牢固,執(zhí)行器進(jìn)行通氣試驗(yàn),檢查執(zhí)行器的密封性良好,無(wú)滲漏點(diǎn),安裝氣動(dòng)定位器,檢查氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度合適,試驗(yàn)定位器斷信號(hào)和斷氣保位功能正常,執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝,管路連接正確、密封良好。
儀用氣源閥門(mén)打開(kāi),調(diào)整減壓閥壓力,使氣源壓力符合要求,擋板或閥門(mén)的全開(kāi)和全關(guān)定位要和鍋爐以及運(yùn)行人員一塊進(jìn)行,確保定位,零點(diǎn)、量程和閥門(mén)實(shí)際開(kāi)度一致。
檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)和擋板動(dòng)作情況,執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈活無(wú)卡澀,通過(guò)CRT遠(yuǎn)方操作執(zhí)行機(jī)構(gòu),核實(shí)開(kāi)關(guān)方向和擋板動(dòng)作情況應(yīng)一致。
4、CPA1CN63-125-K氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
SMC系列“CP”型氣缸定位器由PHD公司生產(chǎn),安裝方式為單底座、無(wú)需潤(rùn)滑、缸徑63mm、行程125mm、極限環(huán)境溫度110℃,防塵耐溫型,CPA1CN63-125-K型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)專(zhuān)為電廠使用環(huán)境設(shè)計(jì),可耐受110℃高溫,調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單靈活,響應(yīng)時(shí)間短,線性度好,控制精度高,維護(hù)簡(jiǎn)便,氣缸定位器能夠在工程控制,伺服機(jī)構(gòu)控制提供和固定的定位,它的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)更益于安裝和維護(hù)。
CPA1CN63-125-K型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供氣壓力為40~100psi(3.0~7.0Kgf/cm2),信號(hào)壓力3~15psi(0.2~1 Kgf/cm2),線性小于±2%,滯后性小于1%,重復(fù)性小于1%,性全程小于0.5,響應(yīng)時(shí)間0~12秒。
圖3 CPA1CN63-125-K氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)時(shí)間
CPA1CN63-125-K氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求氣源必須干凈,無(wú)塵,在連接管路前,檢查并清洗連接氣動(dòng)管路。
CPA1CN63-125-K型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理可參考圖4所示的原理圖。
圖4 CPA1DN50300H型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理 CPA1DN50300H型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
在控制壓力為零時(shí),氣源由供氣口充滿(mǎn)滑閥(9)的軸末端(7)和(8),通過(guò)節(jié)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(guò)OUT2進(jìn)入氣缸,并通過(guò)OUT1排氣,氣缸被壓縮,此時(shí),滑軸通過(guò)末端隔膜(8)保持在中性點(diǎn)上,平衡控制壓力(3)和鄰近的噴嘴(6)產(chǎn)生在末端膜片(7)上的壓力。
當(dāng)控制氣源壓力減小時(shí),控制信號(hào)膜片(3)移動(dòng)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(qū)使滑閥(9)移動(dòng)并使氣源移向氣缸另一端。
當(dāng)滑閥(9)將回到中間點(diǎn)時(shí),反饋彈簧(2)上的作用力和控制信號(hào)(3)的作用力,使氣缸保持在與信號(hào)壓力一致的位置上,滿(mǎn)度和零點(diǎn)調(diào)整裝置以用于使反饋彈簧(2)調(diào)整到優(yōu)位置。
5、過(guò)濾減壓器改型
瑞安市儀表三廠生產(chǎn)的過(guò)濾減壓器無(wú)法在線排污,容易堵塞,堵塞時(shí)只能停氣清洗過(guò)濾網(wǎng),現(xiàn)改為由亞德客(AirTAC)工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的BFR3000-M型過(guò)濾減壓器,當(dāng)水位達(dá)到濾芯座下方水平之前必須排除水份。
在轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鈕前,先拉起再旋轉(zhuǎn),壓下旋轉(zhuǎn)鈕為定位位置,向右旋轉(zhuǎn)提高出口壓力,向**轉(zhuǎn)降低出口壓力,調(diào)節(jié)壓力時(shí),逐步均勻地調(diào)至所需壓力值,不應(yīng)一步調(diào)節(jié)到位。
圖5 過(guò)濾減壓閥改型
6、管纜連接改軟連接
運(yùn)行人員操作風(fēng)門(mén)擋板過(guò)程中,執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置發(fā)生位移,氣源管路采用管纜與執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬連接,容易導(dǎo)致接頭漏氣,現(xiàn)改為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接軟管,規(guī)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(zhí)行器廠生產(chǎn)。
圖6 3/8-φ8×1200執(zhí)行機(jī)構(gòu)軟管
7、效果分析
經(jīng)過(guò)改造,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定,極大方便了運(yùn)行人員的操作和調(diào)整,被調(diào)量二次風(fēng)壓更加穩(wěn)定,進(jìn)一步保證了風(fēng)和粉的佳配比,鍋爐燃燒更加穩(wěn)定,保證了鍋爐的**運(yùn)行。
CPAICN63-125-K執(zhí)行機(jī)構(gòu),性能比較穩(wěn)定,耐溫能力高,更換后有利于輔助風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投入,提高機(jī)組的自動(dòng)化水平,減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,為競(jìng)價(jià)上網(wǎng)創(chuàng)造條件。