淺析SIPOS執(zhí)行機(jī)構(gòu)在浙能長興天然氣熱電有限公司的應(yīng)用

摘要：文章根據(jù)西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在浙能長興電廠燃?xì)鈾C(jī)組的使用情況以及使用過程中碰到的問題，再結(jié)合在處理這些問題的經(jīng)驗，總結(jié)一些應(yīng)對西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)問題的方法，以便于日后更好地維護(hù)西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在浙能長興電廠燃?xì)鈾C(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，可以給同類型的運(yùn)行機(jī)組提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；浙能長興電廠；燃?xì)鈾C(jī)組；SIPOS執(zhí)行機(jī)構(gòu)；火力發(fā)電 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2016）07-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.023

在電力能源需求日益加深的今天，火力發(fā)電依然占據(jù)著很重要的地位，有數(shù)據(jù)表明火力發(fā)電占整個國民生產(chǎn)和生活用電量的75%，由此可以看出火力發(fā)電的重要性。隨著近年來火力發(fā)電市場逐步發(fā)展，西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)也得到了廣泛的應(yīng)用，目前在國內(nèi)市場上穩(wěn)定運(yùn)行的西博思執(zhí)行機(jī)構(gòu)有60000臺左右。對西博思執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本知識的掌握就顯得尤為重要。

1 西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢

SIPOS 5 Flash執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為開關(guān)型及調(diào)節(jié)型兩種。開關(guān)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動次數(shù)可達(dá)600次/小時，調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動次數(shù)可達(dá)1200次/小時，符合DIN EN60034標(biāo)準(zhǔn)。

兩種不同的控制單元：SIPOS 5 Flash執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以有兩種不同的控制單元供用戶選擇：經(jīng)濟(jì)型（ECOTRON）和專業(yè)型（PROFITRON）。

在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使用變頻裝置，可以實現(xiàn)對電機(jī)的完全控制，也就是說，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)矩。變頻裝置輸出到電機(jī)的電壓就會決定電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，而頻率將決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。把變頻裝置和控制器獨(dú)特地結(jié)合在一起，用于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計，會帶來一系列的優(yōu)點(diǎn)：

1.1 電壓波動補(bǔ)償

SIPOS 5 Flash電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)的供電電壓是獨(dú)立于外供電壓而調(diào)節(jié)的。

1.2 設(shè)計變得很靈活

有時在設(shè)計階段，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可調(diào)是很有必要的——在現(xiàn)場，以上參數(shù)會因?qū)嶋H情況而有變化。在很大程度上，1∶8的轉(zhuǎn)速設(shè)定范圍為將來過程控制提供了多種可能性。

1.3 閥位控制最優(yōu)化

SIPOS 5 Flash專業(yè)型（PROFITRON）集成的位置控制器（positioner）使用了變頻裝置不同的轉(zhuǎn)速控制能力，這就意味著較大的位置變化可以采用較快速度運(yùn)行，而小的偏差采用較慢的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.4 電機(jī)啟動電流控制

采用變頻裝置確保了不再有“啟動電流”效應(yīng)，供電電源只需考慮額定運(yùn)行轉(zhuǎn)矩下的正常工作電流，這就允許采用較細(xì)截面的電纜及減小電源容量，因此節(jié)約了投資。

1.5 自動監(jiān)控和調(diào)整

變頻裝置可實現(xiàn)一系列附加重要功能：（1）連續(xù)監(jiān)控供給電機(jī)的電流，實現(xiàn)對電機(jī)的過熱保護(hù)，從而無需另配電機(jī)保護(hù)裝置；（2）連續(xù)監(jiān)控電機(jī)的輸出力矩，實現(xiàn)過力矩保護(hù)；（3）自動相序校正功能——集成的整流器的工作是獨(dú)立于電源相序的；（4）電壓測量——可以可靠地檢測和報告過電壓和低電壓；（5）溫度補(bǔ)償——熱敏電壓控制自動地補(bǔ)償溫度變化對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響。

2 西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在浙能長興電廠燃?xì)鈾C(jī)組的應(yīng)用

2.1 浙能長興天然氣熱電有限公司簡介

浙江長興天然氣熱電有限公司由中國五大火力發(fā)電集團(tuán)公司之一的中電投與浙江浙能電力股份有限公司共同投資建設(shè)，注冊資本4億元，目前中電投持股比例為51%。主營業(yè)務(wù)為電力、熱力生產(chǎn)供應(yīng)。長興燃機(jī)位于浙江省湖州市長興縣，擁有2套400MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。

2.2 安裝調(diào)試階段的使用情況調(diào)查

浙能長興天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程裝機(jī)規(guī)模為兩臺43.5萬千瓦新型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組，選用西門子公司全球首臺9F級X版機(jī)型，聯(lián)合循環(huán)效率為58.44%，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。每臺機(jī)組大約使用了24個西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要分布于高壓管道處，并且每臺機(jī)組的大約24個西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾乎都是經(jīng)濟(jì)型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于之前是根據(jù)閥門廠家提供的參數(shù)而選型的西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，故在現(xiàn)場安裝時執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門的連接上都很順利，現(xiàn)場空間位置都有冗余。接下來在空載的情況下調(diào)試執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)公司的說明書以及調(diào)試步驟，科學(xué)、有序地由電建單位負(fù)責(zé)整個調(diào)試?？偟膩碚f，整個先期安裝的1號機(jī)組調(diào)試過程克服了許多困難，但最后都順利調(diào)試完畢。之后是2號機(jī)組的安裝調(diào)試，情況大致跟1號機(jī)組相似。通過對安裝調(diào)試階段的西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用情況調(diào)查來看，在此階段的西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀況良好，幾乎無西博思設(shè)備上的硬件故障。

2.3 運(yùn)行階段的常見設(shè)備故障

在安裝調(diào)試階段結(jié)束后，2臺機(jī)組均進(jìn)入到正常運(yùn)行階段，在每臺機(jī)組里面，西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)均分布在非常重要的壓力段上，擔(dān)負(fù)著重要的調(diào)節(jié)和開關(guān)的功能。并且運(yùn)行階段較之于安裝調(diào)試的工況相比較，管道里面負(fù)荷明顯增加，導(dǎo)致多處西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)報故障，比較常見的有經(jīng)濟(jì)型的控制板上H2紅燈閃爍5下（過力矩故障）與H2紅燈常亮故障。現(xiàn)根據(jù)西博思廠家技術(shù)服務(wù)工程師現(xiàn)場服務(wù)記錄說明此情況，如下：

2.3.1 故障現(xiàn)象：（1）用戶描述：執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動關(guān)不到位，手搖執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以關(guān)到位，力矩已經(jīng)均設(shè)定到最大值，懷疑執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型偏小；（2）用戶描述：執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常報故障，H2紅燈常亮，復(fù)位之后正常。

2.3.2 故障原因：（1）現(xiàn)場檢查設(shè)備，故障指示燈H2常亮，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動無法關(guān)到位，用手搖執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)偏緊，使用COM-SIPOS專用軟件讀取執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)力矩未設(shè)定到最大值，同時設(shè)備狀態(tài)報“變頻器故障”，歷史故障中有“運(yùn)行中卡住”（卡澀）故障。說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩設(shè)置偏小，造成無法關(guān)到位，報故障；（2）故障原因同1。

3 解決方案及討論

在后續(xù)的使用西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過程中，也出現(xiàn)了許多如前所述的過力矩故障和H2紅燈故障，經(jīng)統(tǒng)計1號機(jī)組共有22個西博思執(zhí)行機(jī)構(gòu)報以上常見的2種故障。與之配套的主要有KSB和南通電站閥門2家閥門廠家，在整個調(diào)查過程中西博思廠家與2家閥門廠均已派人到過現(xiàn)場，3家廠家和業(yè)主方也相互溝通過此事，最后比較得到大家認(rèn)可的結(jié)論為：現(xiàn)場所用的KSB和南通電站2家公司的閥門所配的西博思執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能滿足現(xiàn)場高壓段有負(fù)荷的工況，涉及哪家公司的失誤還有待進(jìn)一步的磋商。由于問題最終是通過西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過力矩故障或者H2紅燈常亮故障所反映出來，故有西博思廠家出具了具體的解決此故障現(xiàn)象的技術(shù)方案，先摘錄一部分

（1）針對該執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩不夠的問題，到現(xiàn)場指導(dǎo)安裝GK14.6（3∶1）的減速箱；（2）針對該執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩不夠的問題，到現(xiàn)場指導(dǎo)安裝GK14.6（3∶1）的減速箱。

在現(xiàn)場加裝GK減速箱后，提高了西博思電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整體輸出力矩，在帶負(fù)荷的情況下，使用了一陣時間，均正常。故說明以上方案是可行的。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年的研究發(fā)展，國內(nèi)在燃?xì)廨啓C(jī)自主創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收、產(chǎn)品研制生產(chǎn)等方面取得了較大進(jìn)展，中國能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣產(chǎn)量的不斷增加，給天然氣發(fā)電提供了發(fā)展和應(yīng)用的良好外部環(huán)境與條件。隨著我國能源事業(yè)的發(fā)展，電力生產(chǎn)由以前的大能源逐漸向環(huán)境友好型方向發(fā)展，燃機(jī)發(fā)電必將在以后的電力生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：駱濤（1977-），男，湖北嘉魚人，浙江浙能長興發(fā)電有限公司助理工程師，研究方向：發(fā)電廠通信、繼電保護(hù)、電氣。

（責(zé)任編輯：蔣建華）