陳輝，馬棟梁

(江蘇國(guó)華陳家港發(fā)電有限公司，江蘇響水224631)

真空泵是熱力發(fā)電廠的重要輔機(jī)設(shè)備之一。真空泵的安全穩(wěn)定運(yùn)行狀況，直接影響凝汽器真空值。加裝大氣噴射器，不僅可以加強(qiáng)真空泵的抽吸真空度，還有利于真空泵的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。所以，將真空泵成套裝置中的大氣噴射器投入使用，并利用DCS軟件邏輯對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)于設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要意義〔1-3〕。

1 水環(huán)真空泵運(yùn)行現(xiàn)狀

某電廠2臺(tái)300 MW火電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組共配備2臺(tái)水環(huán)式真空泵。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)真空泵1臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。當(dāng)運(yùn)行真空泵跳閘或凝汽器真空下降至-87 kPa時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)處于備用狀態(tài)的另1臺(tái)真空泵。該設(shè)備為2BW4 353-0BL4型水環(huán)真空泵成套裝置，是由水環(huán)真空泵、大氣噴射器、供水冷卻循環(huán)系統(tǒng)、進(jìn)排氣控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)組成的成套真空設(shè)備。它具有運(yùn)行安全，結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，節(jié)能效果顯著的特點(diǎn)。原真空泵氣動(dòng)門及大氣噴射器控制由就地控制內(nèi)硬接線實(shí)現(xiàn)。

真空泵成套裝置其工作流程如圖1所示。啟動(dòng)電機(jī)，水環(huán)真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)氣動(dòng)蝶閥16 b自動(dòng)開(kāi)啟、19 a自動(dòng)關(guān)閉。水環(huán)真空泵的抽吸，使啟動(dòng)蝶閥16 a的前后差壓達(dá)3 kPa時(shí)，氣動(dòng)蝶閥16 a開(kāi)啟 (此時(shí)水環(huán)真空泵單獨(dú)工作)。當(dāng)真空升至大氣噴射器投入運(yùn)行的真空時(shí)，氣動(dòng)蝶閥16 b自動(dòng)關(guān)閉，19 a自動(dòng)開(kāi)啟，大氣噴射器投入工作 (此時(shí)大氣噴射器與水環(huán)真空泵聯(lián)合工作)。

圖1 改造前水環(huán)真空泵成套裝置流程圖

改造前該廠真空泵成套裝置一直由水環(huán)真空泵單獨(dú)工作，大氣噴射器控制系統(tǒng)未投用，這種運(yùn)行方式有以下缺點(diǎn):

(1)節(jié)能效果較差。

(2)造成泵體振動(dòng)大，經(jīng)常出現(xiàn)壓力表被震壞，儀表管路被震松的情況，影響設(shè)備安全運(yùn)行。

(3)用于控制大氣噴射器的壓力開(kāi)關(guān)安裝在真空泵本體上，由于就地振動(dòng)大，加上該開(kāi)關(guān)控制精度不夠，容易造成開(kāi)關(guān)定值漂移，無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣噴射器的自動(dòng)控制。

基于以上大氣噴射器的缺點(diǎn)，對(duì)該大氣噴射器控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，用DCS軟件邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制。

2 改造方案分析

通過(guò)對(duì)該水環(huán)真空泵運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，制定了2套改造方案。

方案1:加裝新的壓力開(kāi)關(guān)，將信號(hào)送至DCS，經(jīng)過(guò)DCS邏輯運(yùn)算輸出指令至就地氣動(dòng)門控制大氣噴射器的投退，其示意圖如圖2所示。

圖2 方案1示意圖

方案2:用原有真空變送器PT3311信號(hào)，在邏輯中用下限監(jiān)視算法取2個(gè)真空監(jiān)視點(diǎn)，這2個(gè)監(jiān)視點(diǎn)經(jīng)過(guò)DCS邏輯運(yùn)算后，輸出指令至就地氣動(dòng)門控制大氣噴射器的投退，其示意圖如圖3所示。

圖3 方案2示意圖

2種實(shí)施方案對(duì)比分析情況表如表1所示。

表1 2種方案對(duì)比情況

3 方案實(shí)施及維護(hù)

3.1 方案實(shí)施

通過(guò)2種實(shí)施方案的對(duì)比，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、精確性和工作量等綜合考慮，選用第2種方案。

如圖4，LOOP邏輯圖說(shuō)明:真空變送器-93 kPa下限監(jiān)視點(diǎn)O13X50A和-96 kPa下限監(jiān)視點(diǎn)O13X50B邏輯內(nèi)都設(shè)置了相應(yīng)的死區(qū)，防止真空變化時(shí)下限監(jiān)視點(diǎn)開(kāi)關(guān)值不斷變化。

如圖5為邏輯圖LADDER說(shuō)明:

圖4 設(shè)計(jì)邏輯LOOP圖

圖5 A泵為例設(shè)計(jì)邏輯LADDER圖

真空泵大氣噴射器可以通過(guò)畫面上2個(gè)按鈕來(lái)選擇是否投入自動(dòng)，當(dāng)按下“投主路按鈕”時(shí)(即真空泵大氣噴射器自動(dòng)退出，大氣噴射器不投入工作)，投主路按鈕“PBVPA1”為1，中間點(diǎn)“PBVPA3”為1，泵運(yùn)行時(shí)“VPAZC”為1，輸出點(diǎn)“VPAOUT”為 1(VPAOUT同時(shí)控制 16 b，19 a電磁閥)，DCS RP柜繼電器帶電其DO指令使16 b氣動(dòng)門電磁閥帶電同時(shí)16 b氣動(dòng)門打開(kāi)，19 a氣動(dòng)門電磁閥帶電同時(shí)19 a氣動(dòng)門關(guān)閉，真空泵處于主路運(yùn)行。此部分邏輯主要用于緊急情況，為了保證真空將真空泵大氣噴射器退出工作。

在畫面上按下“投自動(dòng)按鈕”時(shí) (即真空泵大氣噴射器自動(dòng)投入，由真空高低控制大氣噴射器的工作)，投自動(dòng)按鈕“PBVPA2”為1(取非后為0)，中間點(diǎn)“PBVPA3”為0。

(1)真空泵運(yùn)行時(shí)“VPAZC”為1，當(dāng)真空升至-96 kPa(壓力降低)，真空變送器下限監(jiān)視點(diǎn)“O13X50B”和 “O13X50A”都為 1，中間點(diǎn)“VPA1”和“VPA2”都為1，取非后都為0，中間點(diǎn)“VPA3”為0，此時(shí)輸出點(diǎn)“VPAOUT”為0，DCS RP柜繼電器帶電其DO指令消失，使16 b氣動(dòng)門電磁閥失電同時(shí)16 b氣動(dòng)門關(guān)閉，19 a氣動(dòng)門電磁閥失電同時(shí)19 a氣動(dòng)門打開(kāi)，真空泵大氣噴射器投入工作。

(2)2真空泵運(yùn)行時(shí)“VPAZC”為1，當(dāng)真空降至-93 kPa以下 (壓力升高)，真空下限監(jiān)視點(diǎn)“O13X50A”和 “O13X50B”都為 0，中間點(diǎn)“VPA1”和“VPA2”都為0，取非后都為1，中間點(diǎn)“VPA3”為1，此時(shí)輸出點(diǎn)“VPAOUT”為1。16 b氣動(dòng)門打開(kāi)、19 a氣動(dòng)門關(guān)閉，大氣噴射器自動(dòng)退出工作。

方案具體實(shí)施如圖6所示:

圖6 方案實(shí)施流程圖

3.2 實(shí)施效果驗(yàn)證

在對(duì)真空泵系統(tǒng)進(jìn)行改造完畢之后，對(duì)其實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行了檢查驗(yàn)證。

在真空泵啟動(dòng)運(yùn)行后，當(dāng)真空升至-96 kPa后邏輯輸出正常，就地氣動(dòng)蝶閥16 b自動(dòng)關(guān)閉，19 a自動(dòng)開(kāi)啟，大氣噴射器自動(dòng)投入工作。

當(dāng)真空降至-93 kPa后，邏輯輸出也正常，就地氣動(dòng)蝶閥16 b自動(dòng)開(kāi)啟，19 a自動(dòng)關(guān)閉，大氣噴射器自動(dòng)退出工作。

改造后大氣噴射器實(shí)際運(yùn)行狀況良好，達(dá)到了預(yù)期的改進(jìn)目標(biāo)。

3.3 鞏固維護(hù)

(1)加強(qiáng)日常巡檢，根據(jù)CRT上真空值大小檢查大氣噴射器、電磁閥及氣動(dòng)門工作狀態(tài)是否正常。

(2)加強(qiáng)班組人員培訓(xùn)，運(yùn)行人員及時(shí)掌握改造后的真空泵控制原理，并將有關(guān)改造中的資料收集好。

(3)利用大小修機(jī)會(huì)，按照檢修程序文件對(duì)真空泵控制回路進(jìn)行全面檢修。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)真空泵大氣噴射器控制回路系統(tǒng)的改造，減小了真空泵電機(jī)的出力，達(dá)到了節(jié)能效果。使真空泵大氣噴射器控制得到了優(yōu)化，有利于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(2)真空泵本體的振動(dòng)變小了，減少了壓力表被震壞及儀表管被震松的缺陷，有利于設(shè)備的安全運(yùn)行。

(3)使大氣噴射器投入了使用，充分利用了設(shè)備的功能，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平。

〔1〕陳曉東，于董運(yùn).真空泵大氣噴射器投運(yùn)效果的OPTIPRO應(yīng)用分析〔J〕.能源與節(jié)能，2011(2):86-88.

〔2〕羅少榮.水環(huán)式真空泵加裝大氣噴射器的改造〔J〕.機(jī)電信息，2010(18):7-8.

〔3〕陳曉東.加裝大氣噴射器的水環(huán)式真空泵工作特性分析〔J〕.熱電技術(shù)，2009(4):40-42.