一例进口罗托克电动执行机构故障原因的深度分析

引言

近年来,环境污染日益严重,我国对环境保护产业的重视程度逐年提高,对火力发电企业锅炉排放烟气中的s02控制越来越严,运用合理的烟气脱硫技术,保证烟气s02排放达到环境保护要求,是当前火力发电企业环保工作的重中之重。火力发电企业烟气脱硫系统的稳定运行直接影响到烟气脱硫的效率,对烟气中s02达标排放起着决定性作用,这不仅影响到对生态环境的有效保护,更关系到我国社会经济的高质量发展。因此,燃煤机组烟气脱硫系统的地位极为重要,作为烟气脱硫系统中配套的电动执行机构的作用也十分关键。

某火力发电企业的4台燃煤机组,配置有两套烟气脱硫系统,每套烟气脱硫系统进口烟道、增压风机的旁路烟道上所安装的大阀门,均配置了进口品牌罗托克电动执行机构(以下简称电动头）。在多年的生产运行过程中,曾经出现电动执行机构运行异常现象,影响了烟气脱硫系统的安全稳定运行,需要深入分析并采取防范措施,以提高火力发电企业环保装置长周期稳定运行水平。

1进口罗托克电动执行机构（电动头）简介

罗托克电动执行机构是对阀门进行就地及远程电动控制的非侵入式自控设备,包括一个电机、减速齿轮、现场控制反转启动器,带电子逻辑控制的力矩、限位和监视装置。这些装置均封装在防护等级标准为1P68、NEMA4和6的双密封防水外壳内。使用非侵入式、手持、红外线1o设定器可对力矩、限位和可组态的指示触点进行设定。由于优良的品质和良好的使用业绩,因此罗托克电动执行机构在许多工业领域均有大规模的使用。

其基本结构如图1所示。

图1罗托克电动执行机构基本结构示意图

2故障案例

2017年6月某日,某套烟气脱硫系统进口电动执行机构运行中,反映阀门位置全开的s2信号(参与DCs系统联锁）瞬间丢失,引起脱硫DCs相关联锁动作,影响了该套脱硫系统安全稳定运行。工厂内电气维护人员立即到现场组织故障的应急处理和检查分析,鉴于生产情况紧急,现场决定先对故障的电动执行机构进行替换(使用新部件）,经过连续的抢修,于次日凌晨恢复正常运行。此次事件导致该套烟气脱硫系统生产异常,短时影响s02正常达标排放。

3原因分析

故障发生的次日,所在单位组织相关电气、仪表和工艺专业技术人员进行了多轮分析。将笔记本电脑与故障电动头进行连接,采用厂家提供的专用软件读取电动阀内部的数据,发现电动阀全开信号s2接点短时确有丢失现象,并存在全开位由100%变为99.99%的情况。

故障电动头内部的部分事件记录如图2、图3所示。

图2故障发生前,电动头全开信号S2接点一直处于正常的闭合状态

通过对上述故障电动头内部记录的数据、DCs历史数据曲线进行比对分析,结合故障前后运行工况,基本确认造成本次脱硫系统进口挡板电动头全开位反馈信号丢失、相关联锁动作的原因是由电动头本体故障所引发的。

为确认最终的故障原因,将拆下的故障电动头由电动头代理商送至厂家进行专项检测,以进一步确定发生故障的原因。2017年7月,厂家技术部门反馈了分析意见,主要结论如下:

通过对故障电动头内部数据进行分析,可以确定本次电动头出现故障的原因主要是由于电动头内部检测元件比较灵敏所造成的。由于电动头内部编码器处于全开位置的转换点边缘,并且现场有震动因素,导致编码器产生0.1%的位置偏移,在这种情况下电动头就由全开位100%变动为99.99%开的位置,直接导致全开限位断开、信号消失。后续厂家对现有产品也有了一个新的固件升级版本,固件修复的目的在于电动头阀位位置发生改变前必须先更改内部编码器数位的设置参数,使得编码器可以在转换点的位置能够停下来,避免因现场各种震动因素导致电动头编码器改变原有位置。

4改进及防范措施

(1）由电动头厂家优化内部程序,将反映电动头全开信号的=2限位动作条件由1个bit修改为3个bit,电动头全开信号判断条件由100%开度改为98%开度,避免误动。

(2）对电动头内部输出板卡其中一个备用输出口定义为全开信号接点,并与现有=2接点进行并接,以提高联锁信号的实际运行可靠性,避免误动。

(3）开展电动头运行可靠性的技术攻关,研究现场安装阀位外部机械位置接近开关的可行性。