摘要：文章根据华能铜川电厂脱硫项目实际应用，结合电磁阀箱实际特点进行了比较说明，以便在实践中根据项目实际情况灵活运用，发挥电磁阀箱可靠性高、故障率低、现场美观、整齐大方、利于管理和运行维护的最佳性能，以求推广一种经济运行、稳定可靠的控制方式。
关键词：FGD；烟气脱硫；气动执行机构；脱硫控制；电磁阀箱；电磁阀
中图分类号：TM621
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)27-0062-03
由于气动执行机构有着结构简单、动作响应快、防爆性能好、运行稳定、开关速度可调，关闭时有缓冲、能在较高的环境温度下工作等特点使其在电力行业的应用越来越广泛。在实际应用中，气动执行机构常用的控制方式有NAMUR标准安装控制方式和电磁阀箱集中控制方式这两种。它们一直备受关注，效果褒贬不一。现就华能铜川电厂烟气脱硫项目中气动执行机构的安装和控制方式做以下比较说明，以求推广一种经济运行、稳定可靠的控制方式。
一、电磁阀箱组成及原理
为了便于下面对NAMUR标准安装控制方式和电磁阀箱集中控制方式进行比较说明，首先简单描述一下铜川项目中所使用的电磁阀和气动执行机构的工作原理，以及电磁阀箱的实际组成和工作特点。
(一)电磁阀工作原理
电磁阀由电气部件和机械部分组成。电气部件由静铁芯、动铁芯、线圈、接线座、保护电路组成；机械部分由阀体、滑阀芯、滑阀套、底座、弹簧(弹簧复位时用)等组成。它通过线圈通电或断电时磁力的变化，切换阀芯的位置，达到开关或改变流体方向的目的。在安全联锁保护系统中应用的电磁阀主要有两位三通、两位五通等，两位是指阀芯具有两个工作位置，三通或者五通表示阀有三个或五个接口。
(二)气动执行机构工作原理
气动执行机构是由电磁阀来控制的，当需要动作时，通过电磁阀的得电与失电来改变压缩空气进气、出气的方向使活塞运动，从而改变气动执行机构输出轴的旋转方向来控制与之连接的阀门的开关。
(三)双作用气动执行机构
当压缩空气由A口输入时，左右两活塞按照箭头所示方向运动，输出轴逆时针方向转动，两活塞侧面的空气由B口排出(图1)。当压缩空气由B口输入时，左右两活塞按照箭头所示方向运动，输出轴顺时针方向转动，两活塞侧面的空气由A口排出(图2)。
(四)单电控气动执行机构的：
打开时，压缩空气由A口输入，左右两活塞按照箭头所示方向运动，输出轴逆时针方向转动，两活塞侧面的空气由B口排出(图3)。关闭时，由两侧支撑弹簧作用，左右两活塞按照箭头所示方向运动，输出轴顺时针方向转动，空气由A口排出(图4)。
(五)电磁阀箱的基本组成
如图所示主要由箱体、气动元件(电磁阀、管接头、过滤减压阀)、电气元件(开关等)其他附件(端子、管路、线槽等)组成。
二、铜川电厂实际应用
华能铜川电厂一期(2×600MW)烟气脱硫工程由浙江浙大网新机电工程有限公司承建，使用气动执行机构110台，均采用常规的NAMUR安装方式，即电磁阀贴身安装到执行机构上(图5)。后来的脱硫改造方案是增加一层喷淋层，新增浆液循环泵和氧化风机的方案，改造原则是最大限度不改变原有设备的基础上进行，改造涉及到的气动执行机构改为电磁阀箱控制方式(图6)，电磁阀箱由深圳市亿松远东实业有限公司(EASTONE)成套提供。
由于铜川电厂原脱硫采用NAMUR标准安装，在现场实际运行中，电磁阀长期暴露在室外，电磁阀及其密封部分最容易老化，又加上脱硫现场情况复杂，腐蚀性介质较多，运行检修人员需经常采用水冲洗进行清洁维护，因此，经常发现电磁阀线圈莫名其妙的烧毁，严重时还引起电源断路器跳闸，故障率较高，从而导致气动执行机构不能正常工作，直接影响系统的安全稳定运行。因此，电厂决定将改造涉及的气动执行机构改为电磁阀箱控制方式，原脱硫NAMUR标准安装保持不变，在同一个工程现场，两种方式共存，直接对比使用效果。新增不锈钢电磁阀箱气源进气采用单管配双过滤减压模块无扰切换方式，汇流板的每个阀位均具备单独关断、集中排气功能，根据几个月的现场实际运行来看，效果良好，运行稳定、故障率低，而且给现场维护带来了极大的方便。
现根据脱硫电厂脱硫改造现场常规NAMUR标准安装控制方式和电磁阀箱集中控制方式直接横向比较，电磁阀箱在脱硫设计中的应用以及两种方式的做以下比较说明。
华能国际电力开发公司铜川电厂(2×600MW)脱硫系统改造中电磁阀箱结构、配置图(图7)详见下页(由于电磁阀箱较多，现以电磁阀箱20TLQ001为例说明)。
电磁阀箱结构、配置图：
磁阀箱的特点：
1．电磁阀箱内电磁阀为不锈钢金属密封阀芯阀套结构，阀芯与阀套间不用软密封或其他材料密封，以达到防酸碱、耐腐蚀、防尘，耐高低温的现场条件要求(图8，美国ASCO-NUMATICS电磁阀系列)。
2．在设计时，电磁阀箱内都预留有合理的备用电磁阀，并安装在汇流板上，备用电磁阀气源处于关闭状态。以便日后工艺的变化或要求增加气动阀门之需。也可以用于维修急用，提供工作效率。
3．配置单独关断公共进气分别排气汇流板(电磁阀排气排到箱内，为避免箱内压力过高，在箱体安装消音器)。汇流板的每个阀位均具备单独关断集中排气功能，在某一个电磁阀发生故障时，可快速切断，切换到备用阀上，对其它工作的电磁阀不得有任何影响。方便维修调试。
降低随后现场的维修时间维修成本，大大提高工作效率，同时汇流排上电磁阀的安装采用单螺丝紧固，以便现场可以单手拆卸，电磁阀的气体排放在箱外，避免了高压及气体中的水分对箱内元件的影响(图9)。
一般现在大多数系统集成商或工程公司采用的传统老式做法(图10)，极其不方便日后的维修维护，拆卸时必须关掉总气源，影响其他正常的阀工作。
4．电磁阀箱供气气源为单管路结构，配用双过滤减压模块，双过滤，一开一备实现不停机更换滤芯，单独安装的模块组合，手自动动切换，三位两通，中位关闭，单一手动阀即可实现主备过滤调压切换，以实现不停机更换滤芯。过滤器具备手动自动一体排水功能(图11)。
5、此箱体(图12～图14)不像(图15)防护等级比较低的常规设计箱体那样极易结垢腐蚀，存在安全隐患，影响系统的正常运行。它是用SS304不锈钢板配上先进制作工艺加工而成。独特的防雨槽设计再配上聚氨酯发泡一次成型技术的密封条。挂耳固定采用密封螺母铆接在箱体上。这样的箱体防护等级在达到了IP65以上。可防酸碱、耐腐蚀、防尘等。
三、电磁阀箱与常规NAMUR标准安装比较
综合前文电磁阀箱特点和现场实际应用，电磁阀箱与常规NAMUR标准安装比较。
电磁阀箱控制：安装在箱体内，可靠性高、故障率低、现场美观、整齐大方、利于管理和运行维护；但安装位置离阀门远，气阻大，影响阀门动作时间。
NAMUR控制：位置离阀门近，气阻小，阀门动作滞后时间小。但直接装在阀门上，阀门有位置检测元件、气源、减压阀等附件，如果再加上电磁阀；那样安装位置会变得拥挤不堪，使得现场混乱，不利于维护。
在实际应用中，由于脱硫系统对执行机构的动作反应时间要求不高，正常运行时需要在气动执行机构上增加阻尼器去延缓动作时间至10s以上。因此，电磁阀箱控制方式高可靠性、低故障率和方便现场运行维护的优点就完全体现出来，因此获得用户的一致好评。
四、电磁阀箱的应用前景
电磁阀箱箱体大概分为下进下出(电磁阀水平安装，管／线均从箱体的底部进出，增加防雨蓬可用于户外，过滤器安装在箱外)、下进侧出(电磁阀组件竖直安装，气路侧面进出，电缆底部进出，过滤器安装在箱外)、下进上出(气路硬管连接，管／线分别从箱体的底／顶部进出，过滤器安装在箱内)三种类型，可以满足不同现场需求。
从实际运行来看，华能铜川电厂、贵州盘南电厂等等现场反馈口碑良好，电磁阀箱在火力发电厂及火电烟气脱硫行业的应用中有着广阔的前景。
从性能保证上看，电磁阀箱可靠性高、故障率低、现场美观、整齐大方、利于管理和运行维护也是比较适合气动执行机构发展的一种控制模式。
从长远发展来看，气动执行机构在性价比、动作时间、防爆等级等方面相比电动执行机构有着不可替代的优势，优质可靠电磁阀箱的应用前景会越来越广阔，值得推广。
五、结论
电磁阀箱在市场上有着广阔的应用前景，这就需要在设计和选型上综合考虑，以便在实践中根据项目实际情况灵活运用，扬长避短，推广并普及一种经济运行、稳定可靠的控制方式。