摘 要：行程开关是发电厂常用的热工设备之一，在全厂执行器、阀门等设备上大范围使用，因使用范围广，数量众多，实际使用当中缺陷发生率在热工设备中较高。根据实际的使用情况，合理的使用不同种类的行程开关是降低故障发生率的关键。本文就保持型磁感应开关在磨煤机液动换向阀上的应用进行简要的论述。

关键词：行程开关；磁感应；保持型；液动换向阀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.197

1 崇信电厂#2机组磨煤机配置与运行状况

崇信电厂2#锅炉型式及制造厂家：660MW超临界变压直流炉、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、运转层以下紧身封闭，运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构П型燃煤锅炉。配置6台中速磨煤机，设计5台运行，1臺备用。液动换向阀行程开关配备的KO（干簧触点）磁性开关。

2 常用行程开关分类及介绍

2.1 机械式行程开关

又称为接触式行程开关，依靠机械动作开关内的金属弹片触点来接通或闭合回路，按照动作形式有可分为直动式、单轮式、旋转式等。见图1。

2.2 非接触式行程开关

非接触式行程开关属于接近式传感器，根据测量原理分为磁式、电感式、光学式、超声式、电容式等。

2.2.1 电容式接近开关

电容式接近开关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。见图2。

2.2.2 电感式（电涡流）接近开关

电感式接近开关工作时是由振荡器产生一个交变磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。见图3。

2.2.3 霍尔接近开关

霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。

2.2.4 光电式接近开关

利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。

2.2.5 磁性接近开关

磁性接近开关：磁性接近开关能以细小的开关体积达到最大的检测距离。它能检测磁性物体（一般为永久磁铁），然后产生触发开关信号输出。 由于磁场能通过很多非磁性物，所以此触发过程并不一定需要把目标物体直接靠近磁性接近开关的感应面，而是通过磁性导体（如铁）把磁场传送至远距离。

2.2.6 保持型磁性开关

属于非接触式开关，工作原理为感应到不同级性的磁场动作的方向，驱动开关内发信器触发开关量信号并保持此信号，可根据设备实际要求的动作方向调整常开常闭触点。具有很强的行程容错率。见图4。

3 磨煤机液动换向阀行程开关使用状况

磨煤机液动换向阀行程开关位于磨煤机底部液动换向阀油缸动作杆处，原设计为普通磁性感应开关，安装位于磨煤机底部的油缸上部的金属板上，油缸动作时动作杆上的金属片移动到开关的感应区域内（<5mm距离），开关触发信号。

开关使用环境为震动大、温度高、粉尘含量高、含油区域、无强信号干扰。见图5。

实际使用中遇到的问题：

（1）持续长时间震动会使开关发生轻微位移，金属片不能准确开关感应区或偏离感应区都会造成开关动作不灵敏，信号时常拒动作。热控人员需要经常调整感应开关位置和紧固调整螺丝；

（2）持续长时间震动影响此类磁簧管感应开关寿命，已经多次因为开关损坏造成信号误发或拒动，使用寿命短；

4 开关选型与确定方案

根据原设计行程开关长期使用的故障率和实际工况分析，普通磁性开关并不适合当前磨煤机液动换向阀的工作要求。需要重新对行程开关进行选型和更改行程检测方式。主要考虑了当前主流的行程开关测量方案。

4.1 机械单轮旋转式行程开关

优点：机械式行程开关有一定的过行程保护特性，可一定程度避免行程过大损坏开关情况发生。动作可靠，成本低。开关本体可固定死在金属支架上，需要调整时只调整拐臂即可，避免了震动引起的开关位置滑移情况。

缺点：机械结构耐震性能差，粉尘油污极易影响金属触点可靠性。

4.2 电容式接近开关

不适用于此类开关量设备，需要单独供电，成本高。

4.3 电感式（电涡流）接近开关

不适用此类开关量设备，需要单独供电，成本高，多用于汽轮机震动测量等。

4.4 霍尔接近开关

需要重新改造金属感应片为磁性材料，同样无法避免开关感应范围小的问题。

4.5 光电式接近开关

需要重新设计开关安装底座与金属连杆，需要单独供电，极易受粉尘油污影响开关动作准确率。

4.6 保持性磁性开关

优点：开关具有识别设备动作方向并保持信号的特性，可将开关本体一次性调整好固定死在金属板上，避免了震动引起的开关位置滑移情况；磁性材料安装固定在活动金属杆上，由之前的接近式感应改为侧面有方向性的滑动式感应，有充分的行程感应区间并且完全避免了感应部分直接接触开关造成损坏的可能；IP68防水防尘级别适合于磨煤机区域工况；因其内部不是机械触点结构，抗震能力很强，动作寿命大于30万次。

缺点：成本略高于普通磁性感应开关。

综上所述，最后确定为更换保持型磁性开关方案。

5 液动换向阀实际使用效果

通过实际的使用情况来看，自从1号炉和2号炉全部磨煤机更换为保持型磁性开关后，还未发生过开关损坏或误发、拒动情况，开关信号准确，稳定性良好。见图6。

6 结论

保持型磁性开关可用于振动大、粉尘多等类似恶略工况区域，并且因其能辨识运行方向和信号保持的特性，使之具有很强的行程容错性，这种特性可以适用于一些动作行程不太稳定的设备，在一定的容错范围内可提高信号的准确率，降低拒动率。崇信电厂目前使用保持型磁性开关的设备包括1#、2#锅炉磨煤机液动换向阀、1#机组真空泵液位开关、1#、2#锅炉磨煤机热风隔绝门、1号汽轮机高调门关到位开关等，从目前的使用的情况来看，很大程度上减少了此类缺陷的发生率。是投资少，见效快，易实施的技改项目，值得根据现场设备的实际情况进行推广使用。

参考文献：

[1]傅秦生.热工基础与应用[M].机械工业出版社，2006（01）.

[2]中国华能集团公司.热工监督[Z].中国电力出版社，2013（07）.

作者简介：马强，助理工程师，从事专业热工自动化。