Sobre la aplicación práctica de actuadores eléctricos en centrales térmicas.

Resumen: Los actuadores eléctricos con unidades de control inteligentes de frecuencia variable integradas ahorran espacio y tienen un posicionamiento preciso, pero tienen poca resistencia a ambientes hostiles; Los actuadores eléctricos tradicionales tienen una precisión de posicionamiento ligeramente pobre y son de tamaño relativamente grande, pero tienen una gran resistencia a entornos hostiles. Entonces, ¿qué tipo de actuadores eléctricos son más adecuados para su uso en centrales térmicas? De hecho, los actuadores adecuados para aplicaciones prácticas en centrales térmicas no se basan en el alto contenido científico y tecnológico, ni en sus magníficos datos a temperatura y condiciones normales, sino en si pueden cumplir con los requisitos de no negativa a movimiento, sin movimientos falsos, transmisión de señal estable y sin fallas durante mucho tiempo en condiciones ambientales extremadamente duras, como altas temperaturas, alta presión, grandes vibraciones y mucho polvo. Siempre que se puedan cumplir los requisitos anteriores, son actuadores eléctricos aptos para aplicaciones prácticas en centrales térmicas.

Palabras clave: actuador eléctrico, central térmica, aplicación práctica.

Los actuadores eléctricos son dispositivos que accionan válvulas a través de motores eléctricos para hacer que las válvulas alcancen la posición completamente abierta o completamente cerrada. Los actuadores eléctricos se utilizan ampliamente en centrales térmicas y son una parte indispensable del control de automatización de centrales térmicas. Por ejemplo, una central térmica de tamaño mediano con dos unidades de 300 MW utiliza entre 400 y 500 actuadores eléctricos. El hecho de que estos actuadores puedan funcionar de manera estable sin fallas o mal funcionamiento también está directamente relacionado con la seguridad y estabilidad de las unidades. En una central térmica, los operadores envían comandos de conmutación al DCS a través de una computadora. Después de recibir el comando, el DCS transmite la información del comando al actuador eléctrico, lo que hace que el actuador impulse la válvula para que cambie de acuerdo con los requisitos operativos de la unidad. Al inicio de la puesta en marcha de las centrales térmicas generalmente se instalan actuadores eléctricos de diferentes modelos y de distintos fabricantes. Aunque cada actuador eléctrico tiene sus propias características y ventajas, en el funcionamiento real de las centrales térmicas, algunos actuadores fallarán con frecuencia después de un funcionamiento prolongado y se negarán a funcionar, funcionarán mal y no transmitirán señales de interruptor, lo que reduce en gran medida el fiabilidad y economía del funcionamiento de las unidades de energía térmica, e incluso conlleva ciertos peligros. Por tanto, es muy importante que las centrales térmicas elijan el tipo adecuado de actuador eléctrico. Tomemos como ejemplo una central térmica. Al inicio de su construcción, había más de 400 actuadores eléctricos instalados en dos unidades de 300 MW, incluidos 6 tipos de actuadores eléctricos. Sin embargo, algunos de estos actuadores no podían funcionar de manera estable en sus ubicaciones y, debido a que había demasiados tipos de actuadores, el trabajo de mantenimiento diario era extremadamente difícil. Por lo tanto, de acuerdo con las condiciones operativas reales en el sitio, el personal técnico relevante de la planta de energía llevó a cabo una investigación de seguimiento sobre las condiciones operativas de los tipos de actuadores eléctricos mencionados anteriormente para determinar cómo hacer que estos actuadores funcionen de manera estable para garantizar un funcionamiento estable. de las unidades de la central eléctrica.

Los actuadores eléctricos inteligentes de la serie AUKOMA AKZ son productos patentados de AUKOMA. Debido a que tienen una unidad de control inteligente de frecuencia variable integrada en su interior, AUKOMA AKZ ha eliminado la compleja caja de control de dirección del motor que requieren los actuadores tradicionales. Tienen las ventajas de tamaño pequeño, posicionamiento preciso y operación confiable. Por lo tanto, este tipo de actuador eléctrico se instala en algunas de las válvulas más importantes de las centrales eléctricas. Sin embargo, después de un uso prolongado en el campo, el personal técnico relevante encontró que:

① Dado que muchas válvulas en el sitio están ubicadas en tuberías vibratorias y de alta temperatura, este tipo de actuador eléctrico integra una unidad de control inteligente de frecuencia variable integrada, que es lo que generalmente llamamos una placa electrónica, por lo que tiene poca resistencia a altas temperaturas y vibraciones. Después de un funcionamiento prolongado, el tablero de control y el tablero de alimentación se dañarán, lo que provocará que el actuador no funcione correctamente, lo que representa un peligro oculto para el funcionamiento seguro y estable de la unidad:

② El trabajo de posicionamiento de este tipo de actuador eléctrico requiere que el actuador recorra más de un tercio de su carrera de acuerdo con la apertura de válvula establecida (es decir, el contador debe girar 120 grados o más), mientras que a algunas válvulas no se les permite Establecerse en la posición del interruptor de esta manera cuando la unidad esté funcionando, como la válvula de vacío del cilindro de alta presión de la turbina de vapor. Una vez durante el funcionamiento de la unidad, debido a que la posición de la válvula era demasiado apretada después del trabajo de mantenimiento anterior, la válvula no alcanzó la posición de cierre preestablecida durante el proceso de cierre de la válvula. Incluso si se activaba el par del actuador, el operador no podía observar el estado de apertura y cierre de la válvula a tiempo, y la válvula no tenía las condiciones para reposicionarse, lo que hasta cierto punto dejaba peligros ocultos para el funcionamiento seguro y estable de la unidad. . Si la válvula no se puede abrir y cerrar normalmente, el grado de vacío del condensador de la turbina de vapor disminuirá e incluso provocará que la unidad se apague de forma no planificada. graves consecuencias. El actuador eléctrico de la serie AUKOMA ZL es un tipo de actuador eléctrico ampliamente utilizado en tuberías de calderas. Este tipo de actuador eléctrico es simple y conveniente de colocar, fácil de operar y flexible para cambiar. Desde el inicio de la puesta en servicio de la unidad, este tipo de actuador es más adecuado para su uso en el entorno de centrales térmicas. Sin embargo, después de un período de funcionamiento, debido al duro entorno del lugar, no sólo hay mucho polvo, sino también grandes vibraciones en las tuberías y altas temperaturas. El actuador eléctrico de Sichuan es también un actuador eléctrico con placas electrónicas. En este entorno, la vida útil de la placa electrónica se reducirá considerablemente. El tiempo necesario para que funcione el actuador eléctrico se reduce considerablemente, por lo que este tipo de actuador eléctrico frecuentemente fallará después de funcionar durante un período de tiempo, lo que genera grandes dificultades para los trabajos diarios de inspección y mantenimiento y no es económico. El tipo tradicional de actuadores eléctricos controlados por contactores, representado por los actuadores eléctricos de la serie AUKOMA Z. Estos actuadores eléctricos no son tan avanzados como los dos actuadores mencionados anteriormente a primera vista, y parecen simples, pero después de una aplicación real en el sitio, se descubre que este tipo de actuador puede funcionar de manera estable durante mucho tiempo en un entorno con mucha polvo, alta vibración y alta temperatura. El cable de control está conectado al actuador en forma de conector. Durante los trabajos de mantenimiento de la unidad, cuando se repara la válvula, sólo es necesario desenchufar el enchufe. Además, el precio es relativamente bajo, lo que se puede decir que tiene una buena relación calidad-precio. La única desventaja es que el actuador utiliza posicionamiento y conteo de engranajes, y su precisión no es tan alta como la del actuador con placa electrónica. No se puede utilizar para algunas válvulas que requieren precisión. Se puede observar que cada tipo de actuador eléctrico tiene sus propias ventajas y desventajas. Entonces, ¿cómo podemos elegir el modelo de actuador adecuado para cumplir con las condiciones de operación seguras y estables de la central térmica?

A través de la investigación de seguimiento de estos actuadores y muchos años de aplicación práctica, el personal técnico relevante de la planta de energía ha resumido algunos métodos de experiencia para el uso de actuadores eléctricos para garantizar el funcionamiento seguro y estable de la unidad.

En primer lugar, con respecto a los actuadores eléctricos de la serie AUKOMA ZL utilizados en la caldera: observando cuidadosamente las condiciones de funcionamiento de los actuadores, los técnicos descubrieron que las válvulas en la misma posición de la caldera están equipadas con actuadores eléctricos con apertura y cierre total. así como actuadores de regulación eléctricos con funciones de regulación. Por lo tanto, la aplicación de esta posición no afectará la estabilidad y economía de operación del equipo. Por ello, se decidió sustituir algunos de los actuadores eléctricos de la serie AUKOMA ZL por actuadores de la serie AUKOMA Z. Después de un período de observación, los actuadores sustituidos son completamente eficaces. No sólo puede cumplir las condiciones para el funcionamiento estable de la caldera, sino que también el actuador en sí puede funcionar de forma segura y estable durante mucho tiempo, lo que reduce en gran medida la tasa de mantenimiento del actuador y ahorra mucho dinero en el reemplazo de paneles. En segundo lugar, para válvulas que tienen requisitos estrictos sobre la precisión de los actuadores eléctricos, todavía se utilizan los actuadores AUKOMA AKZ. Sin embargo, los actuadores eléctricos con placas electrónicas no pueden funcionar de forma segura y estable durante mucho tiempo en entornos de alta temperatura y alta vibración. Entonces, ¿se puede instalar la unidad de control del actuador por separado de las partes impulsoras, como los motores? A través de la comunicación con el fabricante del actuador AUKOMA, el actuador eléctrico se modificó en consecuencia, es decir, la parte de accionamiento de la placa electrónica del actuador eléctrico se instaló en un lugar con temperatura normal y sin vibración, y el actuador fue accionado mediante un cable de control. El motor del actuador se utiliza para abrir y cerrar la válvula. Después de un período de observación, la tasa de fallas del actuador se redujo considerablemente, lo que puede cumplir las condiciones para un funcionamiento seguro y estable de la unidad. En cuanto a algunas válvulas, no se permite abrirlas o cerrarlas completamente durante el funcionamiento normal de la unidad. Por lo tanto, cuando se detiene la unidad, se debe considerar cuidadosamente la expansión de la tubería de la válvula en condiciones de alta temperatura. A través de la experiencia, después de cerrar manualmente la válvula, se gira tres veces para hacer que la posición de ajuste sea la adecuada para garantizar que la acción de protección de torsión no se produzca en condiciones de alta temperatura. Después de realizar los ajustes anteriores a los actuadores eléctricos, los actuadores eléctricos instalados en la planta de energía pueden cumplir con los requisitos de producción reales en el sitio y el tiempo de operación segura y estable se extiende considerablemente. Han pasado casi cuatro años desde que se completó la transformación y sólo unos pocos actuadores fallan ocasionalmente. Más del 90% de los actuadores aún no han fallado. Esto no sólo proporciona una sólida garantía para el funcionamiento seguro y estable de la unidad, sino que también ahorra mucho dinero en el coste de mantenimiento de los actuadores. Se puede ver que este es un proyecto de transformación de equipos muy exitoso.

Se puede observar que el tipo de actuador eléctrico adecuado para su uso en centrales térmicas no depende de cuán alto sea el contenido tecnológico ni de sus magníficos datos en condiciones normales de temperatura y condiciones, sino de si puede cumplir con los requisitos de sin negativa a moverse, sin movimientos falsos, transmisión de señal estable y sin fallas durante mucho tiempo en condiciones ambientales extremadamente duras, como altas temperaturas, alta presión, grandes vibraciones y mucho polvo. Siempre que se puedan cumplir los requisitos anteriores, el actuador eléctrico es adecuado para su uso en el entorno real de una central térmica.