ABB TZID-C智能定位器快速分体改造在火力发电厂二次风门
中的应用
摘要：火力发电厂锅炉的二次风门（或称小风门）是燃烧控制的重要子系统，
用于助烧，控制低NOx的产生等。二次风门气动智能定位器及执行装置大部分直
接一体式安装在炉膛壁上，以ABB TZID-C系列为代表的二次风门定位器控制系统
应用广泛，但安装位置过于狭窄，面临高空作业，更换非常不便。高温导致定位
器端盖变形，强制割开后复装对于防雨防尘均带来挑战。将原有的一体化ABB TZID-C系列智能定位器进行快速分体化改造，保留原来的定位器外壳及位置传感器，最大限度地减少工作量及安装成本，可以有效的解决上述问题。
关键词：二次风门；小风门；智能定位器；快速分体改造；TZID-C
1.设备概况
某电厂 4号机组（300 MW）锅炉为上海锅炉厂产1025 t/h、亚临界、汽包循环、单炉膛、一次再热、固态排渣、全钢架悬吊结构锅炉，配置 5 套制粉，通过
混合一次风将煤粉直接吹入炉膛燃烧。二次风量控制原有14层气动门（含摆角），低氮燃烧改造后，减少为11层，增加低氮燃烧SOFA风4层及SOFA摆角
1层，系统均等配风，四角切圆燃烧。全部的16层风量全部采用ABB TZID-C系列智能双作用定位器（以下简称TZID-C定位器）控制来实现。
2.二次风门控制系统概述
锅炉二次风是提供煤粉及油燃烧所需的助燃空气，使煤粉、空气充分混合。
二次风门气动控制装置根据锅炉负荷及燃料投切情况对二次风挡板进行控制。正
常运行时二次风挡板开度大小由燃烧器管理系统控制，由现场的TZID-C定位器执行，从而保证稳定的燃烧和一定的炉膛负压，保证NOx浓度在合理范围内，符合
环保要求。
某电厂4号锅炉燃烧器低氮改造后的喷嘴布置情况如下：
每角共14层喷嘴，5层一次风喷嘴，6层二次风喷嘴，4层SOFA燃尽风喷嘴。另外包括1层燃烧器大摆角，1层SOFA喷嘴摆角。
3.TZID-C 智能定位器简介
TZID-C 智能定位器是安装在气动执行器上的具有丰富功能新一代定位器，智
能化程度高，调节方便。TZID-C的核心是微处理器 CPU，采用 4-20mA 输入信号
电流，反馈4-20mA给DCS系统。
能自动调整参数的自整定程序，用于精确定位的优化控制操作，通过带三位
三通放大器的电气转换器驱动气动执行机构。从 CPU 发出的定位电信号比例地转
换成气信号，再成比例地调节气动开关的流道截面，气体从定位器输出至气动执
行器及气体的排放量均成比例地调节。当达到设定定位值时，气动开关锁在中间
状态，因此耗气量很少。
TZID-C定位器的主要部件有：A、主控板；B、模拟量输出板；C、IP模块；D、可选的数字量输出板，反馈板等；E、定位器外壳及位置传感器。
TZID-C定位器配有的主控板，包括两排 LCD 显示器及 4 个按键。操作键盘的
优化设计适用于就地组态，调校及监测。采用模块化的设计，可以后期增减附加
功能模件，有故障只需更换相应模块即可。只要插入相应的模件，既可实现模拟
及数字反馈功能。可以安装专业设计的角度反馈板将气缸的角度信号反馈给主控
制板。
现采用的是双作用、故障闭锁V18345－10105**及双作用、故障安全V18345
－10104**两种TZID-C定位器。两种内部IP模块有所区别。
4.常见故障及面临的问题
虽然TZID-C定位器拥有诸多优点，但在现实使用中依然面临如下问题：
4.1原来的二次风门带背板及带压力表的多组件设计，安装较为复杂，零件多，整体更换拆装不方便，耗时耗力；
4.2 超65%以上二次风门处于悬空位置，部分维护空间小，有些地方螺丝刀都
不好使；
4.3 仪用气品质差时，带油严重，对电路板、密封圈及IP模块腐蚀，故障率
增加不少。仪用气系统未彻底改造前，只能更换定位器或部件，工作量较大。
5.ABB TZID-C智能定位器快速分体改造
鉴于二次风门的安装现状，锅炉本体已不能进行大的改造，为了尽量减少工
作量，采用将主控板、模拟量输出板以及IP模块从定位器移到分体控制箱方案
（1个箱体可以改2个TZID-C定位器），就地保留原来的定位器外壳及反馈元件，原来的指令、反馈电缆保留在定位器内部。（如图1所示）
在就地定位器壳体中安装一块转接远控板A，将信号通过专用分体电缆接到
分体控制箱内的转接远控板B，各信号再分别接到主控板、模拟量输出板。
从现场过滤减压阀引出一路仪用气至分体控制箱，再分成两路引出到2个IP
模块底座，各自的OUT1，OUT2气路引出至二次风门气缸前后接口。气管可以是
软性金属管或者PU气管，快速完成布管安装。
分体控制箱位于锅炉位置方便的位置，拼接安装或者焊接安装固定，在分体
控制箱就可对相应的二次风门进行控制。
5.1 TZID-C定位器快速分体后的工作流程
DCS系统过来的4~20mA指令信号先发到新安装的定位器内的转接远控板A，指令信号和位置传感器信号同时通过专用分体电缆传输到转接远控板B，再转到
主控板，主控板经过分析判断后形成控制指令控制IP模块输出气路信号，通过气
管Out1、气管Out2控制气缸运动，同时主控板通过模拟量输出板将4~20mA反
馈信号通过专用分体电缆传回转接远控板A，进而返回DCS系统，完成一个完整
的控制回路。
5.2 TZID-C定位器快速分体改造的优点
经过对就地TZID-C定位器快速分体改造后，大大方便了调试和检查工作，位
于高空中的位置传感器及转接远控板A基本没有维护量，减少了大量的高空维护
工作。主要的电子元件集中在安全可靠的分体控制箱内，即使仪用气品质差也可
以迅速排出，避免了之前的积油现象。这次快速分体法最大程度地保留了原来的
电缆管线，减少了对电缆桥架的拆装工作，大大节约了时间精力。在分体控制箱
固定的前提下，采用PU管及快速接头半小时内即可完成一套定位器的分体工作。甚至对于运行的机组，在碰到有定位器故障时，也可在最快的时间内完成一套改装，比整体更换定位器更为便捷。
6结束语
经过对某厂#4机组ABB TZID-C智能定位器快速分体改造，经过运行实践证明
该快速分体改造后的定位器系统可以满足对锅炉二次风挡板开度的精确控制，锅
炉的燃烧更加充分，同时降低了NOx浓度，提高了燃烧效率，使锅炉更加经济、
环保地运行。大幅度降低了二次风门控制系统故障率，减少了维护量及高空作业
时间，节约了成本，且定位器位置传感器部件和主体控制分开安装，避免了高温、粉尘、受限空间等恶劣环境的影响，也减少了仪用气品质差带来的不利影响。
