浅析SIPOS执行机构在浙能长兴天然气热电有限公司的应用

摘要：文章根据西博思电动执行机构在浙能长兴电厂燃气机组的使用情况以及使用过程中碰到的问题，再结合在处理这些问题的经验，总结一些应对西博思电动执行机构问题的方法，以便于日后更好地维护西博思电动执行机构在浙能长兴电厂燃气机组的稳定运行，可以给同类型的运行机组提供参考和借鉴。

关键词：西博思电动执行机构；浙能长兴电厂；燃气机组；SIPOS执行机构；火力发电 文献标识码：A

中图分类号：TM611 文章编号：1009-2374（2016）07-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.023

在电力能源需求日益加深的今天，火力发电依然占据着很重要的地位，有数据表明火力发电占整个国民生产和生活用电量的75%，由此可以看出火力发电的重要性。随着近年来火力发电市场逐步发展，西博思电动执行机构也得到了广泛的应用，目前在国内市场上稳定运行的西博思执行机构有60000台左右。对西博思执行机构的基本知识的掌握就显得尤为重要。

1 西博思电动执行机构技术优势

SIPOS 5 Flash执行机构可分为开关型及调节型两种。开关型执行机构启动次数可达600次/小时，调节型执行机构启动次数可达1200次/小时，符合DIN EN60034标准。

两种不同的控制单元：SIPOS 5 Flash执行机构可以有两种不同的控制单元供用户选择：经济型（ECOTRON）和专业型（PROFITRON）。

在执行机构中使用变频装置，可以实现对电机的完全控制，也就是说，控制电机的转速、转向及转矩。变频装置输出到电机的电压就会决定电机的输出转矩，而频率将决定电机的转速。把变频装置和控制器独特地结合在一起，用于电动执行机构的设计，会带来一系列的优点：

1.1 电压波动补偿

SIPOS 5 Flash电动执行机构的电机的供电电压是独立于外供电压而调节的。

1.2 设计变得很灵活

有时在设计阶段，转速和转矩可调是很有必要的——在现场，以上参数会因实际情况而有变化。在很大程度上，1∶8的转速设定范围为将来过程控制提供了多种可能性。

1.3 阀位控制最优化

SIPOS 5 Flash专业型（PROFITRON）集成的位置控制器（positioner）使用了变频装置不同的转速控制能力，这就意味着较大的位置变化可以采用较快速度运行，而小的偏差采用较慢的速度进行调节。

1.4 电机启动电流控制

采用变频装置确保了不再有“启动电流”效应，供电电源只需考虑额定运行转矩下的正常工作电流，这就允许采用较细截面的电缆及减小电源容量，因此节约了投资。

1.5 自动监控和调整

变频装置可实现一系列附加重要功能：（1）连续监控供给电机的电流，实现对电机的过热保护，从而无需另配电机保护装置；（2）连续监控电机的输出力矩，实现过力矩保护；（3）自动相序校正功能——集成的整流器的工作是独立于电源相序的；（4）电压测量——可以可靠地检测和报告过电压和低电压；（5）温度补偿——热敏电压控制自动地补偿温度变化对电机转矩的影响。

2 西博思电动执行机构在浙能长兴电厂燃气机组的应用

2.1 浙能长兴天然气热电有限公司简介

浙江长兴天然气热电有限公司由中国五大火力发电集团公司之一的中电投与浙江浙能电力股份有限公司共同投资建设，注册资本4亿元，目前中电投持股比例为51%。主营业务为电力、热力生产供应。长兴燃机位于浙江省湖州市长兴县，拥有2套400MW级燃气-蒸汽联合循环热电联产机组。

2.2 安装调试阶段的使用情况调查

浙能长兴天然气热电联产工程装机规模为两台43.5万千瓦新型燃气-蒸汽联合循环热电机组，选用西门子公司全球首台9F级X版机型，联合循环效率为58.44%，达到世界领先水平。每台机组大约使用了24个西博思电动执行机构，主要分布于高压管道处，并且每台机组的大约24个西博思电动执行机构几乎都是经济型的执行机构。由于之前是根据阀门厂家提供的参数而选型的西博思电动执行机构，故在现场安装时执行机构与阀门的连接上都很顺利，现场空间位置都有冗余。接下来在空载的情况下调试执行机构，根据西博思电动执行机构公司的说明书以及调试步骤，科学、有序地由电建单位负责整个调试。总的来说，整个先期安装的1号机组调试过程克服了许多困难，但最后都顺利调试完毕。之后是2号机组的安装调试，情况大致跟1号机组相似。通过对安装调试阶段的西博思电动执行机构的使用情况调查来看，在此阶段的西博思电动执行机构运行状况良好，几乎无西博思设备上的硬件故障。

2.3 运行阶段的常见设备故障

在安装调试阶段结束后，2台机组均进入到正常运行阶段，在每台机组里面，西博思电动执行机构均分布在非常重要的压力段上，担负着重要的调节和开关的功能。并且运行阶段较之于安装调试的工况相比较，管道里面负荷明显增加，导致多处西博思电动执行机构报故障，比较常见的有经济型的控制板上H2红灯闪烁5下（过力矩故障）与H2红灯常亮故障。现根据西博思厂家技术服务工程师现场服务记录说明此情况，如下：

2.3.1 故障现象：（1）用户描述：执行机构电动关不到位，手摇执行机构可以关到位，力矩已经均设定到最大值，怀疑执行机构选型偏小；（2）用户描述：执行机构经常报故障，H2红灯常亮，复位之后正常。

2.3.2 故障原因：（1）现场检查设备，故障指示灯H2常亮，执行机构电动无法关到位，用手摇执行机构发现有点偏紧，使用COM-SIPOS专用软件读取执行机构参数，发现力矩未设定到最大值，同时设备状态报“变频器故障”，历史故障中有“运行中卡住”（卡涩）故障。说明执行机构力矩设置偏小，造成无法关到位，报故障；（2）故障原因同1。

3 解决方案及讨论

在后续的使用西博思电动执行机构的过程中，也出现了许多如前所述的过力矩故障和H2红灯故障，经统计1号机组共有22个西博思执行机构报以上常见的2种故障。与之配套的主要有KSB和南通电站阀门2家阀门厂家，在整个调查过程中西博思厂家与2家阀门厂均已派人到过现场，3家厂家和业主方也相互沟通过此事，最后比较得到大家认可的结论为：现场所用的KSB和南通电站2家公司的阀门所配的西博思执行机构不能满足现场高压段有负荷的工况，涉及哪家公司的失误还有待进一步的磋商。由于问题最终是通过西博思电动执行机构的过力矩故障或者H2红灯常亮故障所反映出来，故有西博思厂家出具了具体的解决此故障现象的技术方案，先摘录一部分

（1）针对该执行机构力矩不够的问题，到现场指导安装GK14.6（3∶1）的减速箱；（2）针对该执行机构力矩不够的问题，到现场指导安装GK14.6（3∶1）的减速箱。

在现场加装GK减速箱后，提高了西博思电动执行机构的整体输出力矩，在带负荷的情况下，使用了一阵时间，均正常。故说明以上方案是可行的。

4 结语

经过多年的研究发展，国内在燃气轮机自主创新、引进消化吸收、产品研制生产等方面取得了较大进展，中国能源产业结构的调整，天然气产量的不断增加，给天然气发电提供了发展和应用的良好外部环境与条件。随着我国能源事业的发展，电力生产由以前的大能源逐渐向环境友好型方向发展，燃机发电必将在以后的电力生产中发挥重要作用。

参考文献

[1] 卢广法，沈建明.西门子F级燃气-蒸汽联合循环发电机组培训教材[M].杭州：杭州大学出版社，2014.

[2] 刘效武，刘建平.电气自动化技术在火力发电中的应用[J].中国新技术新产品，2011，（17）.

作者简介：骆涛（1977-），男，湖北嘉鱼人，浙江浙能长兴发电有限公司助理工程师，研究方向：发电厂通信、继电保护、电气。

（责任编辑：蒋建华）