QZD-1002型电气转换器改为E69F-BI2-M型

【摘要】
本文论述QZD-1002型和E69F-BI2-M型电气转换器构成和工作原理，存在问题包括调整不方便、漏气、线性不好等故障，维护量大，不利于运行人员的燃烧调整，制定主要改进技术措施，针对运行过程中出现的过滤减压阀结冰堵塞管路的现象，安装加热器。

【关键词】
电气转换器，QZD-1002，E69F

0 引言
　　电-气转换器接受DCS给出的4～20mA直流信号，然后按比例地转换输出20～100kpa的气动信号，作为气动薄膜调节阀、气动阀门定位器的气动控制信号和其他气动仪表的气源，它起到电动仪表与气动仪表之间的信号转换作用。

1 QZD-1002型电/气转换器
　　电-气转换器的结构由外壳、力矩马达、调零、喷嘴、气路、放大器、接线盒以及安装板等组件构成，电-气转换器是以力矩平衡原理工作的，其工作原理如图1所示。
　　从DCS来的直流信号输入到力矩马达组件的线圈(1)，使衔铁(2)磁化，其磁场方向如图中所示，衔铁上端为N极，下端为S极，它与永久磁钢(3)的磁场相互作用后，使衔铁绕支点(4)产生一个合成旋转力矩，挡板(5)沿A向靠近喷嘴(6)，改变了气动喷嘴一挡板的工作位置，使放大器(7)的背压增加，作用于金属膜片，使球阀(8)打开，气源压力经球阀流入到转换器的输出端，此输出压力一路作为转换器的输出压力，供给气动仪表或气动阀门定位器作为气动信号。
　　另一路还送到反馈波纹管(9)，使其对衔铁(2)绕支点(4)产生一个B向的反馈力矩，与输入信号所产生的力矩相平衡，因此，输入信号与输出压力成一一对应的比例关系，实现了将电流信号转换成气动信号的过程。

图1 QZD-1100型电气转换器

QZD-1100型电气转换器柜内布置
1.1零位调整
　　输入信号为O%，调零可用螺丝刀，调整外调零机构(5)即可，调零的方向按指示牌所示，总之应将转换器的零位调整到正确位置，即输入信号4mA.DC，其输出压力应为20kPa，改变输入信号，然后再回到4mA.DC，此时，输出压力仍应为20kPa，则说明调零合格。

1.2零位调整
　　输入信号O～100%，观其输出压力相应20～100kPa，如在标准输入信号下，输出压力的对应值产生偏差时，大于±1%，可调整转换器的比例范围调节机构(6)纠正偏差，方法是将一根不锈钢小轴，插入比例范围调节机构外圆的小孔中，向上或向下轻轻转动比例范围调节机构，如果输入信号为100%，输出压力小于100kPa时，转动比例调节机构，使其输出压力按下降方向，如在100%输入信号，输出大于100kPa时，则转动比例调节机构，使其输出压力按上升方向。
　　经过比例范围调整后，必须重复调零，再输入信号O～100%，使其输出正确地保持在20～100kPa的数值上；转换器经调零，比例范围调整后，使转换器达到了基本要求，但必须重复将输入信号从O～100%，100～O%全范围动作2～3次，观其输出压力来回之问的基本误差和回差，变化不超过规定要求时认为合格。
在调整转换器的基本性能时，其输入信号的试验点按如下表1规定。

　　调试或使用过程中如发现有抖动现象，应分析其原因，转换器的输出直线作为二次仪表的气源或信号时，抖动是属正常现象，应在其中串连一只气容，容积不少于10.0mL。

1.3维护和检修
　　转换器的气源应保持干燥、洁净，定期对空气过滤减压器的储水槽进行排放沉积的污物，如积聚的污物超过过滤元件的高度时，将会进入到转换器的气路中去，会使放大器和恒节流孔堵塞，影响正常工作。
　　为了便于观察转换器的正常工作，须保持气源及输出端的二块压力表显示清楚醒目，如有压力值不正确时应定期计量，转换器外壳底部，设有一个φ1.5mm小孔，应保持畅通，如被堵塞，则转换不能正常工作；喷嘴一挡板有否磨损、消除粘附在挡板表面上的油污、放大器内部阀芯脱落需重焊、恒节流孔清洗、检查和调换橡胶密封件等。

2 存在问题

　　原使用的电气转换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，原电气转换器性能差，寿命短，内部橡胶密封圈老化，力平衡部件弹性变形，控制输出线性较差，气室内部普遍存在漏气、窜气现象，造成控制输出气源不稳定，执行机构动作不灵活，影响机组的安全运行。

3 改造方案

　　把现在运行的#1炉电气转换器柜拆除，在炉膛9米南、北侧各安装一台电气转换器柜，其中甲侧电气转换器柜控制#3、#4角辅助风门，安装于靠近#4角位置，乙侧电气转换器柜控制#1、#2角辅助风门，安装于靠近#2角位置，其控制方式维持不变。

3.1主要工作
　　拆除原来电气转换器柜，更换新电气转换器柜，安装新型I/P转换器，重新进行管路铺设、配线，电气转换器送电单体调试，系统联调，最终调试达到工作要求，工程量为2人7天。

3.2主要技术措施
　　1）电气转换器控制柜要有安全可靠的接地措施。2）电气转换器控制柜安装应有0.5米的高度。3）电气转换器排列整齐，均匀分布，检修时互不影响。4）电气转换器柜底座测量、下料尺寸准确，焊接焊缝饱满，无虚焊，底座面应水平，拐角应成90°，电气转换器柜安装完成后，应刷防锈漆。5）电气转换器与DCS、气动执行器连接要保证准确可靠，不能混乱。6）电气转换器与管缆连接牢固紧密，密封良好，不漏气。在连接之前，用压缩空气吹扫，保证密封良好，并确保畅通，同一管缆两端标号必须一致。7）单体调试时，DSC输出4～20mA信号，电气转换器输出稳定，控制输出气源压力在（0.2～1.0）MPa范围内，不漏气，死区合适，要保证气动执行机构能正常灵活动作。8）系统联调时，进行复查验收，零点、量程和挡板实际开度一致。

4 E69F-BI2-M电/气转换器
　　E69F-BI2-M电/气转换器把直流毫安信号转换成比例的气动输出信号，该气动输出信号既可用来驱动气动设备，气动风门和阀门等执行机构，又可以用来作为各种气动仪表的输入信号。

4.1 工作原理
　　直流毫安输入信号是按下述方法转换成比例的气动输出信号的，参阅图2。

图2 E69F工作原理

E69F电气转换器柜内布置
　　处于永久磁钢磁场中的线圈对流过它的电流产生反作用，而产生一个与流过线圈输入信号成比例的切向推力，通过线圈簧片作用，该切向推力改变档板与喷咀之间间隙，引起气动放大器输出压力信号的变化，该输出压力信号也就是转换器的输出压力，输出压力同时馈送到反馈波纹管，反馈波纹管上就有一个力作用在反馈簧片上，移动喷咀并建立档板与喷咀之间的节流关系。

4.2校验
　　电气转换器具有4～20mA.DC输入电流和20～l00kPa或3～15psi输出信号，对量程的任何调整会影响零点调整，引起初始设定零点的变化，因此对量程进行调整前，必须再重新调整零点。
1）如图3所示连接校验装置。

图3 E69F-BI2-M校验

2）把12mA电流输入封转换器，调整调零螺钉使输出为60kPa或9psi(50%)。

3）再把20mA(100%)电流输入到转换器，并注意高于或低于100 kPa或15psi(100%)输出气信号的误差大小,如果误差大于±2%(1.6kPa或0.25psi)执行第4步，如果误差小于2%，进行第5步。

4a）松开5／16英寸波纹管锁紧螺母。要注意波纹管上的参考线。转动波纹管(波纹管组件是偏心的)，使其基准线朝动圈方向移动，则减小量程；或使其参考线背离动圈方向移动则增加量程，直到误差在±2%以内，再拧紧波纹管锁紧螺母。

4b）重复第2步、第3步。

5）参考图6，松开5/16英寸量程锁紧螺母，转动5/16英寸量程调整螺母，它有如下比例系数(见第3步)：每l／6圈(六角螺母上一点到另一点)能校正O.5%误差，注意量程调整之前，必须松开量程锁紧螺母，不要为了得到一个小的量程变化，而强使螺母互相夹紧，否则将导致螺纹的破裂。

图4 E69F量程调整

6）量程调整时，不必注意具体的输出读数变化，然后锁紧量程螺母，图4量程螺母锁紧时，要注意不要拧得过紧。

7）把12mA(50%)电流输入到转换器，调整调零螺钉使输出信号为60KPa或9psi(50%)。

8）加20mA(100%)输入电流，并检查输出信号,是否为l00KPa或15psi(100%)。如果输出不合格，重复第5～7步。

9)加4mA(0%)输入电流，并检查输出是否为20kPa或3psi(O%)，为了合格输出，如果需要则重调零位螺栓。
10)调整零点和量程，直到获得最佳输出精度为止。

4.3 INC-INC改INC-DEC
　　在线圈部件顶盖上，有标记表示转换器正在工作的作用方式，INC-INC表示增加输入引起输出增加，INC-DEC表示增加输入引起输出减少，当重新安装线圈部件时，顶盖上呈现的标记必须指示所希望的作用方式。
　　1）从安装位置上拆下仪表，拆除输入导线，气管路和安装螺栓，拆下两只固定量程支架螺钉，再拆下2只固定反馈组件(带波纹管)的螺钉，如以后要替换反馈组件，应注意二根气管的连接路径，不要从反馈组件上拆下安装平板，要将反馈组件作为一个整体单元折下。
　　2）从旁边提起反馈组件，不要碰坏喷嘴，就可见机壳底部的弹簧，将弹簧从动圈支架上脱下，为了方便，可以拆下二根气管后取出反馈组件，但应区别气管走向以便正确地重新接上；在反馈组件上，拆下两只六角螺钉(以前用园头螺钉)，互换直角支架和垫片位置，重新装好六角螺钉并以3.4～4.ON.M力矩螺丝批拧紧。
　　3）用5/16英寸扳手拆下六角柱，使其脱离线圈部件支撑板，取出线圈部件，从挡板连杆上，小心地笔直向上拨出挡板，不要使挡板变形。拨挡板时要拿住另一端挡板连杆，以防止内部动圈簧片变形；拆下把支架固定在动圈底部的2只螺钉，将线圈部件翻过来，并将支架重新安装在原来顶部一侧。
　　4）将多余导线顺时针绕在动圈上，小心地把动圈放入机壳内，要确保底部连杆在所提供的空穴内，务必不要使导线碰到可动部件，要使轴座在动圈底部孔内，动圈顶部标记必须指示所希望的作用方式。
　　5）重新安装动圈支撑板和六角柱，调整线圈部件支轴螺钉，要消除全部轴向间隙，约l/8～1/4圈，并锁紧，将弹簧重新钩住线圈支架，重新挡板装在其连杆上，并要保留间隙；重新装好反馈组件和其它拆下的零部件。务使气管不要扭曲并要正确地连接。按照第2步和第3步慢慢地、均匀地拧紧拆下的螺钉，在拧紧反馈组件螺钉时，要使安装板与铸件上的基座相吻合，装配以后，松开螺母A，轻轻敲打相邻安装板，然后再拧紧螺母，进行“全面重新调校”。

4.4全面重新调校
　　在改变转换器正、反作用，或输入范围分程以后，以及由于某种其它原因而重新装配转换器后，都要进行全面重新调校。
　　1）连接校验装置，加12mA(50%)输入信号，并调整零点螺钉，使档板处于水平位置。
　　2）松开量程锁紧螺母，转动5/16英寸量程调整螺母，使喷嘴处于档板臂中心位置，拧紧量程锁紧螺母。
　　3）转动5/32英寸喷嘴调整螺母，以得到60KPa或9psi输出信号，且精度要在2%以内，1.6 kPa或0.25 psi，拧紧螺母，此时喷嘴与挡板应成90°，否则，稍微调整零点螺钉，并重复调整。
　　4）把输入设定在4mA(0%)，并调整零点螺钉，使输出为20kPa或3psi(0%)，关掉电源片刻，当电源恢复时，其输出响应要干脆，否则，加12mA(50%)输入信号，重新调整。

5安装加热器

　　虽然现场运行环境温度满足E69F电气转换器环境温度要求，正常工作条件：-30～+60℃（-20～+1400F），工作温度极限：-40～+80℃（-40～+1600F），但由于冬季厂房内外存在较大温差，压缩空气进入厂房后，又经过9米平台进入气控柜，容易凝结成水滴，导致管路含水量很大，引起结冰堵塞管路，控制失灵，除坚持每天巡检时，通过过滤减压阀定期排水外，控制柜内安装200W加热器以提高柜内温度，防止结冰，其加热器规范如下。

气控柜内安装200W加热器
　　用万用表测试散热风扇线圈FS1-1、FS1-2间阻值为874Ω，加热器线圈EH1-1、EH1-2间阻值为142Ω。
　　#1炉#3、#4角辅助风工作气源内有水，冬季易上冻，引起辅助风门不能在集控室操作，通过敷设电缆，将220V AC电源接至甲侧气孔柜，安装电加热器，确保冬季气控柜内温度高于0℃，不发生上冻现象。

6 效果分析
　　电气转换器性能稳定，控制气源输出线性，消除了电气转换器拒动或误动的机会，保证了锅炉的燃烧工况，保障了机组的安全运行。降低了备品配件的更换几率，降低了维护费用。
确保运行人员的燃烧调整，快速调整风煤比，保证锅炉安全经济运行。提高辅助风控制系统调节品质，使二次风压调整更加稳定。减轻维护量，减少备品备件购买费用。

参考文献
［1］上海-FOXBORO有限公司.E69F电气转换器［Z］.上海：上海-FOXBORO有限公司，1997.
［2］瑞安市仪表三厂.QZD-1002电气转换器［Z］.浙江：瑞安市仪表三厂，1991.
［3］侯典来.提高#2机组自动投入率［A］. 张宁，朱贤义，李学金.山东电力系统第十三次QC小组活动成果汇编［C］.山东：山东电力集团公司，2001，190-199.

作者简介：
侯典来(1963-)，男，山东梁山人，汉族，1985年毕业于山东工业大学，学士学位，高级工程师。Email:hdlacc@163.com

The QZD-1002 Type I/P Convertor Changes E69F-BI2-M Type
HOU Dian Lai
Department of I＆C, China Guodian Corporation Heze Power Plant, Shandong 274032, China

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