長周期穩(wěn)運MAFAG大推力氣動執(zhí)行器在火電機組輔控系統(tǒng)的可靠性應用技術研究

時間：2026/6/29閱讀：114

長周期穩(wěn)運MAFAG大推力氣動執(zhí)行器在火電機組輔控系統(tǒng)的可靠性應用技術研究

一、引言

火電機組風煙系統(tǒng)、脫硫脫硝環(huán)保系統(tǒng)屬于連續(xù)運行型輔控核心系統(tǒng)，設備常年處于高溫輻射、高粉塵淤積、煙氣酸堿腐蝕、負荷頻繁波動的工況。風門、煙道擋板作為系統(tǒng)風量、煙溫、負壓的核心調節(jié)部件，其驅動執(zhí)行機構的機械可靠性、控制線性度、工況適應性，直接決定機組燃燒穩(wěn)定性、自動調節(jié)投入率、能耗指標及環(huán)保排放達標率。

現階段大量在役機組采用的常規(guī)氣動執(zhí)行器，普遍存在推力儲備不足、調節(jié)響應滯后、積灰卡澀、反饋漂移、維護頻次高等共性問題，是制約機組深度調峰、節(jié)能降耗與無人值守運維落地的薄弱環(huán)節(jié)。德國MAFAG F300-230 DdKG/1P/Spez.定制化重載氣動直線執(zhí)行器，結合大缸徑機械結構與智能定位閉環(huán)控制系統(tǒng)，從機械結構、氣路設計、控制邏輯、安全冗余四個維度適配火電工況，有效解決傳統(tǒng)執(zhí)行機構的運行短板，成為大型火電機組輔控系統(tǒng)提質增效的關鍵設備。

二、火電機組執(zhí)行機構核心運行工況要求

區(qū)別于普通輕工、通用化工工況，火電輔控擋板執(zhí)行機構具備嚴苛的運行指標要求，主要體現在三個方面：

第一是重載抗擾要求高。大型煙道與脫硫擋板受風煙壓差、積灰自重、高溫形變影響，運行負載動態(tài)波動大，要求執(zhí)行機構具備充足推力冗余，杜絕開度不足、卡滯跳動。

第二是調節(jié)線性度要求嚴。機組深度調峰、AGC變負荷過程中，風煤配比、爐膛負壓、排煙溫度需要毫秒級精準響應，執(zhí)行機構不得存在緩沖滯后、行程超調、定位漂移等問題。

第三是長周期免維護運行。火電設備全年不間斷運行，現場粉塵、高溫環(huán)境惡劣，設備需具備防堵、耐磨、免校準、自診斷能力，最大限度降低停機檢修與人工運維成本。

三、MAFAG重載執(zhí)行器核心工況適配技術原理

3.1 大推力重載機械結構，適配動態(tài)變負載工況

本款執(zhí)行器采用300mm超大活塞缸徑搭配40mm加粗活塞桿的強化結構，在電廠常規(guī)6bar廠用壓縮空氣工況下，可輸出超大直線驅動力，相較標準機型推力儲備提升顯著。針對火電擋板積灰厚重、煙氣壓差沖擊、熱態(tài)形變卡澀等動態(tài)負載問題，充足的推力冗余可保證擋板全行程動作順暢、開度到位、密封嚴密，解決傳統(tǒng)執(zhí)行器“輕載可調、重載失效"的運行缺陷，保障機組高負荷、變負荷全工況穩(wěn)定運行。

3.2 無緩沖剛性輸出結構，實現零滯后精準調控

設備采用火電專屬無終端緩沖設計，全程剛性直線輸出，無緩沖阻尼、無行程滯后、無點位誤差。傳統(tǒng)執(zhí)行器緩沖結構雖可降低機械沖擊，但會導致調節(jié)響應延遲、參數震蕩、自動投入率偏低，無法適配深度調峰精細化控制需求。該機型純剛性輸出特性，可實現DCS控制指令與機械行程的實時同步，調節(jié)線性度高、重復性好，有效提升爐膛負壓、風量、煙溫等關鍵參數的調控穩(wěn)定性。

3.3 外置獨立氣路結構，實現高溫粉塵環(huán)境防堵運行

氣缸上下腔全部采用外置接管式氣路設計，區(qū)別于傳統(tǒng)氣缸內置氣口結構，從根源解決高溫積灰、煙氣腐蝕、氣口堵塞、閥體老化失效等故障。外置管路布局散熱性能優(yōu)異，適配煙道高溫輻射工況，且管路布局簡潔、拆裝便捷，現場漏氣排查、管路維護無需拆解氣缸主體，大幅縮短檢修工期，適配火電機組長周期連續(xù)運行模式，有效降低非計劃停機損耗。

3.4 智能非接觸閉環(huán)控制，提升系統(tǒng)自動化水平

配套METSO ND9106HNTK05工業(yè)級智能本安定位器，構建全閉環(huán)智能調控系統(tǒng)。設備采用電渦流非接觸式反饋技術，無機械齒輪、連桿磨損，長期運行零漂移、免校準，重復定位精度可達±0.2%FS。支持4-20mA標準模擬量控制與HART數字通訊，可無縫接入電廠DCS、SIS控制系統(tǒng)，具備自動行程整定、故障自診斷、卡澀預警、數據存儲等智能功能，可實時監(jiān)測氣缸漏氣、管路異常、機械卡滯等隱性故障，實現從“事后維修"向“預知性維護"的運維模式升級。

3.5 高安全冗余設計，匹配火電安全生產標準

設備出廠經過7bar高壓耐壓測試，高于額定工作壓力，具備充足的壓力波動耐受能力，可適配廠用氣源壓力不穩(wěn)、瞬時波動的現場工況。配套定位器擁有SIL2功能安全認證與本安防爆認證，可安全應用于鍋爐房、脫硫車間等高危防爆區(qū)域，可接入機組聯(lián)鎖保護邏輯，故障狀態(tài)下快速響應聯(lián)鎖動作，保障設備與機組運行安全，火電安全生產、環(huán)保合規(guī)的嚴苛要求。

四、在火電機組核心系統(tǒng)的落地應用價值

4.1 風煙系統(tǒng)：穩(wěn)定燃燒工況，降低機組能耗

在送引風機調節(jié)擋板、冷熱風配比風門、爐膛負壓調節(jié)機構中應用，可精準跟隨機組負荷變化動態(tài)調節(jié)風量配比，穩(wěn)定爐膛燃燒工況，降低鍋爐漏風率與排煙熱損失，有效提升鍋爐熱效率，減少燃煤消耗，助力機組深度調峰與經濟化運行。

4.2 環(huán)保脫硫脫硝系統(tǒng)：保障超低排放穩(wěn)定達標

在SCR脫硝、FGD脫硫、除塵系統(tǒng)進出口擋板及旁路調節(jié)機構中，依托大推力、高密封動作特性，保障擋板啟閉嚴密、無煙氣短路逃逸，穩(wěn)定環(huán)保系統(tǒng)反應溫度與煙氣處理量，規(guī)避負荷波動引發(fā)的環(huán)保參數超標問題，保障機組長期滿足超低排放運行標準。

4.3 輔控系統(tǒng)：降低故障率，賦能智慧電廠運維

設備機械結構可靠、免維護特性突出，搭配智能診斷預警功能，可大幅降低風門執(zhí)行機構故障率，減少現場巡檢、維護、備件更換工作量。數字化通訊能力可適配智慧電廠數字化管控、無人值守巡檢需求，有效提升火電輔控系統(tǒng)自動化、智能化運維水平。

五、結語

MAFAG F300-230重載氣動直線執(zhí)行器通過重載機械結構、剛性精準輸出、防堵氣路設計、智能閉環(huán)控制、高安全冗余五大核心技術優(yōu)勢，針對性解決了火電機組高溫、粉塵、重載、頻繁調節(jié)工況下執(zhí)行機構可靠性差、精度低、故障多、運維難的行業(yè)痛點。該設備不僅能夠有效提升火電機組風煙、環(huán)保系統(tǒng)的調控精度與運行穩(wěn)定性，實現機組節(jié)能降耗、環(huán)保穩(wěn)排，更能降低設備運維成本、提升機組自動化與智慧化水平，是現代大型火電機組新建及提質改造項目的優(yōu)質核心驅動設備。