本文论述ZSZ-63×125型和CPA1CN63-125-K型气动执行机构构成和工作原理，存在问题包括线性较差，气缸和减压阀普遍存在漏气、窜气现象，造成执行机构动作不灵活，制定主要改造技术措施，通过改进加以消除。

   概述

    二次风调节气动执行机构以压缩空气为动力能源，接受0.02～0.1MPa(0.2～1kgf/cm2)的气模拟信号，随着信号变化产生直位移，它也可接受0～10mA或4～20mA电流信号转换气信号，广泛应用于各种控制系统，连接组成各种复杂的自动调节方式，特别适应锅炉的风门、阀门的开度调节等。

    1、ZSZ-63×125型气动执行机构

    ZSZ-63×125型执行机构是引进美国技术国产化的产品，气动导阀式气缸机构，气缸直径63mm，行程125mm，其特点结构简单，使用方便可靠，耐磨损强，耐高温性好，能在-20～100°C以下连续工作，重量轻，磨擦力小，机械效率高。

    1.1 工作原理

图1 ZSZ-63×125气动执行机构

    本执行机构主要由导向阀式定位器与气缸两大部份组成，其工作原理见图1，当信号输入定位器1气室时，由于左右膜片的有效面积大小差异，关系到左右膜腔的力产生之差，使2导阀的阀芯向左移动，接气缸A室端输出，气缸B室通大气，AB室产生压差，气缸活塞向前进。

    当活塞前进时，反馈弹簧3被拉伸，直到弹簧拉力和1气室作用力得到平衡为止，阀芯退到原位置，致使气缸AB两腔关闭，活塞运动停止达到定位。

    所以信号增加或减少，就气缸所动作的位置，也就是气缸的行程是受信号所控制，其控制系统原理见方框图2。

图2 ZSZ-63×125气动执行机构原理框图

    1.2 安装及维修保养

    气源管路上装有关断阀和空气过滤稳压器，执行机构必须安装在清洁干燥，无冲击振动较少及环境温度小于100℃场合并容易检修的地方，方向可以垂直、水平或倒装，方向不限纵横方便，采用倒装时，弹簧外罩必须倒置，以免灰尘落到反馈理簧上面，影响执行机构的精度。

    执行机构维修时必须切断气源，再拆执行机构，维修后调整性能是否符合指标要求，其方法如下。

    当信号压力小时活塞应在B处底，信号增加大时活塞应在A处底，测量行程是否正确，要是不正确，调整拉伸弹簧范围，调至信号范围内反馈弹簧的有效圈数应适应活塞行程位置，ZSZ-63×125气动执行机构校验如表1。

表1

    执行机构必须定期维修，一年清洗一次导阀的阀芯、阀套，装配时注意轻装，不得影响阀芯同心度及外圆光洁度，并涂有一定的润滑油。

    2、存在问题

    目前使用的气动执行机构已经超出使用寿命，线性较差，气缸和减压阀普遍存在漏气、窜气现象，造成执行机构动作不灵活。

    对瑞安仪表三厂的气动执行机构的质量反映较强烈，现场维护工作量太大，原使用的气动执行器存在调整不方便缺陷，维护量大，不利于运行人员的燃烧调整。

    由于现设备的故障率较高，既降低了设备的健康水平，加大了维护及检修费用，同时影响了自动调节系统的正常投入，增加了运行人员的劳动强度，不利于机组的**经济运行。

    3、改进方案

    3.1 工程内容及工程量

• 执行机构底座焊接
• 安装20台CPA1CN63-125-K气动执行机构
• 敷设配置管缆
• 单体调试
• 系统调试
• 总工程量为4人5天

    3.2 施工方案及施工方法

• 由锅炉定位在炉四角安装20台CPA1CN63-125-K气动执行机构，使档板能够达到全开全关；
• 敷设管缆，实现电气转换器与气动执行机构的控制气源连接；
• 各个控制回路送电、送气源调试；
• DCS系统联调。

    3.3 主要改造技术

    气动执行机构从现场拆除时，管路、接线等要作好标记，并将气源管路封堵，执行机构上部的气动定位器要拆除，并作好标记，以便复装。

    解体气动执行机构前作好各个部件的标记和旋转方向的标记，解体时执行机构内部各个部件的位置作好标记，解体后的部件按顺序在指定的地点摆放整齐，执行机构配件清洗干净，无污垢锈迹，气路吹扫畅通，无堵塞，气缸复装前将所有滑动、磨擦、转动的部件涂抹润滑油，对老化的密封环、密封垫进行更换，执行机构复装要按照顺序逐个进行，防止错误安装。

    控制气源管路各接口要缠绕生料带，复装精密配件用力均匀，执行机构各个密封螺丝要紧固牢固，执行器进行通气试验，检查执行器的密封性良好，无渗漏点，安装气动定位器，检查气动执行机构的旋转角度合适，试验定位器断信号和断气保位功能正常，执行机构运到现场安装，管路连接正确、密封良好。
仪用气源阀门打开，调整减压阀压力，使气源压力符合要求，挡板或阀门的全开和全关定位要和锅炉以及运行人员一块进行，确保定位，零点、量程和阀门实际开度一致。

    检查执行机构和挡板动作情况，执行机构动作灵活无卡涩，通过CRT远方操作执行机构，核实开关方向和挡板动作情况应一致。

    4、CPA1CN63-125-K气动执行机构

    SMC系列“CP”型气缸定位器由PHD公司生产，安装方式为单底座、无需润滑、缸径63mm、行程125mm、极限环境温度110℃，防尘耐温型， CPA1CN63-125-K型气动执行机构专为电厂使用环境设计，可耐受110℃高温，调节简单灵活，响应时间短，线性度好，控制精度高，维护简便，气缸定位器能够在工程控制，伺服机构控制提供和固定的定位，它的简洁设计更益于安装和维护。

    CPA1CN63-125-K型气动执行机构供气压力为40～100psi(3.0～7.0Kgf/cm2)，信号压力3～15psi(0.2～1 Kgf/cm2)，线性小于±2%，滞后性小于1%，重复性小于1%，性全程小于0.5，响应时间0～12秒。

图3 CPA1CN63-125-K气动执行机构响应时间

    CPA1CN63-125-K气动执行机构要求气源必须干净，无尘，在连接管路前，检查并清洗连接气动管路。

    CPA1CN63-125-K型气动执行机构工作原理可参考图4所示的原理图。

图4 CPA1DN50300H型气动执行机构原理            CPA1DN50300H型气动执行机构

    在控制压力为零时，气源由供气口充满滑阀（9）的轴末端（7）和（8），通过节流孔和喷嘴（6）泄压，滑轴就不平衡，并移到小孔末端，气源通过OUT2进入气缸，并通过OUT1排气，气缸被压缩，此时，滑轴通过末端隔膜（8）保持在中性点上，平衡控制压力（3）和邻近的喷嘴（6）产生在末端膜片（7）上的压力。

    当控制气源压力减小时，控制信号膜片（3）移动到迫使气体从喷嘴（6）的泄走，并使末端膜片（7）处压力增加。驱使滑阀（9）移动并使气源移向气缸另一端。

    当滑阀（9）将回到中间点时，反馈弹簧（2）上的作用力和控制信号（3）的作用力，使气缸保持在与信号压力一致的位置上，满度和零点调整装置以用于使反馈弹簧（2）调整到优位置。

    5、过滤减压器改型

    瑞安市仪表三厂生产的过滤减压器无法在线排污，容易堵塞，堵塞时只能停气清洗过滤网，现改为由亚德客（AirTAC）工业股份有限公司生产的BFR3000-M型过滤减压器，当水位达到滤芯座下方水平之前必须排除水份。

    在转动旋转钮前，先拉起再旋转，压下旋转钮为定位位置，向右旋转提高出口压力，向**转降低出口压力，调节压力时，逐步均匀地调至所需压力值，不应一步调节到位。

图5 过滤减压阀改型

    6、管缆连接改软连接

    运行人员操作风门挡板过程中，执行机构位置发生位移，气源管路采用管缆与执行机构硬连接，容易导致接头漏气，现改为气动执行机构连接软管，规格为3/8-φ8×1200，里层为硬硅胶管，外层为不锈钢软管，由浙江瑞安中兴执行器厂生产。

图6 3/8-φ8×1200执行机构软管

    7、效果分析

    经过改造，气动执行机构工作稳定，极大方便了运行人员的操作和调整，被调量二次风压更加稳定，进一步保证了风和粉的佳配比，锅炉燃烧更加稳定，保证了锅炉的**运行。

    CPAICN63-125-K执行机构，性能比较稳定，耐温能力高，更换后有利于辅助风自动调节系统的正常投入，提高机组的自动化水平，减轻运行人员的劳动强度，为竞价上网创造条件。