電動執行器在污染源總量控制系統中的相關應用

王敬衛++盧敏源

摘 要：環境執法人員對電動執行器實施的開關閥門操作是污染源總量控制的重要基礎工作。現簡述電動執行器的工作原理，分析其組成結構，現場的安裝方式，校對模式，運維工作，以及安全安裝方式，并進行比較現有的手動執行閥門方式，分析其優缺點。為今后的環境執法提供一種自動化的解決方案。

關鍵詞：原理；結構；安裝方式；校對模式；運維工作；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.179

1 電動執行器在污染源總量控制系統中的應用介紹

近年來，環評工作對規劃和建設項目實施后可能造成的環境影響進行分析、預測和評估以后，環保部門引入了污染源總量控制的管理制度，從源頭上對污染源排放量進行了嚴格把關。一旦確認超總量的現象發生，執法人員馬上通過污染源總量控制系統的遠程端將閥門關死，不讓污染源進一步的擴散，這種方式為環境執法提供了一種自動化的解決方案。

2 電動執行器的工作原理

電動執行器是自動控制系統中的執行機構和控制閥組合體。它在自動控制系統中的作用是接受來自調節器發出的信號，以其在工藝管路的位置和特性，調節工藝介質的流量，從而控制在生產過程所要求的范圍內。

3 電動執行器的組成結構

電動執行器包括執行和調節兩大機構組成。控制器發送電流信號給電控裝置，電控裝置控制通過執行機構（一般為電機）的轉動移位，執行器將閥門開度轉到一定的位置時，通過簡易的齒輪單元帶動滑動變阻器阻值的發生變化，經過檢測單元對相應位置的滑動變阻器的阻值進行轉換成電流或者電壓信號，反饋后比較控制信號，直到與控制器發送的電流相吻合的時候停止轉動，這一系列被稱為調節單元。

4 電動執行器的現場安裝方式

總量控制系統中，執行器一般安裝在介質的流動方向，一般和管道流量計在同一段管路上，并且需要安裝在流量計的后端，原因是執行器的開合時候會出現渦流現象，容易在管路中產生一定的氣泡量，實踐安裝中，一般安裝在離流量計同一直管段的3倍管道直徑處（經驗值，可參考）。

5 電動執行器的校對方式

污染源總量控制系統中，執行器在執行過程中經常出現角度的飄移，導致環境執法人員無法精確的打開和關閉電動執行器，調節執行器開度只要對其進行兩點校正，同PH計校正原理，在關位和開位的位置處進行校正。

6 電動執行器的運維工作

執行器在使用中需對齒輪、軸類接縫，油封等地方進行潤滑，對于長期不動作的閥門要進行緩慢的步進式開合操作，這樣既避免了電機卡死的堵轉現象，也保護了閥體不會因過大的力而受磨損的事故發生。

7 電動執行器的安全作業

根據國家標準，交流電動機過載保護，應符合如下規定：短時工作或斷續周期工作的電動機可不裝過載保護，但當電動機運行中可能發生堵轉時，應裝設保護電動機堵轉的過載保護。在污染源總量控制系統中，由于污水水質變化平凡，電機轉子堵轉概率較大，所以有必要安裝保護器。選擇保護器的類型需跳過啟動電流，小于堵轉電流。

以下針對單相以及三相異步電機做如下選型推薦：

（1）單相異步電機相關保護器選型。污染源總量控制系統項目中，使用的電動執行器最多以單相異步電機為主，保護器可以選用陶瓷保險絲接入已安裝空開下的火線相。陶瓷型保險絲具有無電弧及其他安全措施。（2）三相異步電機相關保護器選型。污染源總量控制系統項目中，有少量三相電動執行器，空開下保護器可以選用：空開和交流電動機啟動器的整合。也可以使用空開和交流接觸器，外加熱繼電器的整合。空開建議使用動力型規格。

電動執行器關注安全方面，特別推出兩種不同安全規格的產品供給我們選擇：（1）防爆、防水型。工作在石油、煤礦等環境特別惡劣的場所，具有防爆，防水的效果。防水的最高級別可以做到長期在水下進行作業。（2）普通型。一般化工等制造型企業，適應一般的場所使用。

8 電動執行器優缺點

相對應于手動執行閥門方式，電動執行器關閥具有以下優缺點：

優點：（1）高效執行，精準控制角度。人可以不到現場，通過網絡將上位機的控制信號傳遞給下位機，再通過下位機控制閥門進行關閥操作，電動執行器可以執行精確角度關閥（調節型），也可以直接進行開關關閥（開關型）兩種方式。控制信號通過物聯網的方式進行傳送成為當今自動化、網絡化領域的一種主流方式。通過網絡底層傳輸路徑，將信號傳至現場，完全能達到實時性和精確性的效果。（2）安全執行扭力，開關方便快捷。可以根據閥門大小，通過不同規格的齒輪箱進行開關調速，用較小的力可以推動較大的閥門閥芯，通過設置了電子行程開關作為電子限位，同時設置了機械方式的限位，安全保護超行程現象的發生。（3）安全電器保護。感溫探頭預埋入執行器內部機構，作為測量執行器電機堵轉的過熱保護；開過載和關過載報警，通過內部有一定扭矩的機械結構開關，通過電信號傳至電控板，將開過載和關過載做限位保護功能。

缺點：（1）安裝環境必須良好。普通型電動執行器安裝現場需做防潮防濕處理。特殊場合還需做防爆處理。現場環境建議干燥，無易燃物，有一定的通風防潮能力。（2）電子配件屬于易耗品。電子元件老化后，精度易受影響，特別是調節型產品；電子配件含程序軟件價格相對昂貴，故障率在運維不到位時發生頻次較高。維護成本較高。（3）機械結構比較復雜，安裝調試困難，非專業人士組裝維修困難。一個電動執行器內部包含復雜的機械結構，關鍵處組合電子配件的使用，涉及兩個行業的標準，所以非專業人員維護是一件比較困難的事情。

9 總結

作為一個執行的終端，可能有很多故障率的發生，但是可以因為運維到位以及安裝環境的合理規范，這種電控產品的穩定性還是可以被保證的，可以成為環保的智能化、自動化最基礎的最重要的組成部分。