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        水電站球閥壓油系統(tǒng)的改造

        2012-08-18 03:22:44毛學明湯春生朱躍亮
        電力安全技術 2012年10期
        關鍵詞:故障

        毛學明,湯春生,朱躍亮

        (浙能華光潭水力發(fā)電有限公司,浙江 杭州 311322)

        浙能華光潭水電發(fā)電有限公司一級電站裝機容量為2×30 MW,2005年投入運行。改造前球閥壓油裝置型號為HYZ-2.5-4,通過4個壓力開關輸出的開關量控制2臺壓油泵(額定功率22.5 kW)自動啟停,控制系統(tǒng)采用常規(guī)繼電器控制,壓油泵直接啟動。投入運行以來,故障日益增多,對電廠的安全運行造成一定的影響。

        1 原球閥壓油系統(tǒng)的主要缺陷

        (1) 壓力開關(型號CAS-147)回差大,主壓油泵(3.6 MPa)和備壓油泵(3.4 MPa)動作值很難調整,會出現(xiàn)2臺泵同時啟動(主、備用壓油泵動作值接近)的情況。

        (2) 壓油泵啟動沖擊大,致使出口的安全閥運行不穩(wěn)定,運行一段時間后整定值會漂移,使安全閥的整定值比壓油泵停止值低,出現(xiàn)壓油泵循環(huán)打泵現(xiàn)象。

        (3) 壓油泵直接啟動,電機震動較大,影響了安全閥的正常運行。

        2 改造方案

        針對華光潭水電站的具體情況,采用深圳克拉克公司的PSY系列壓油裝置。該裝置是全新的智能工業(yè)控制監(jiān)控設備,系統(tǒng)選用回差小的壓力開關(PSP11-05),采用模擬量和開關量同時控制的PLC控制系統(tǒng),通過ABB公司的PST44軟啟動器啟動壓油泵,在壓油泵出口則采用更為先進的安全閥和卸荷閥為一體的組合閥(TZHF系列),保證油泵在啟動初期處于卸荷狀態(tài),同時也保證了壓油罐的安全。

        該改造項目現(xiàn)已完成,其設備功能齊全,調試正常,能滿足設計及改造要求。裝置硬件、軟件配置合理,運行穩(wěn)定,維護方便,符合安全生產的要求。球閥壓油系統(tǒng)改造后的結構如圖1所示。

        3 工作原理

        壓油控制系統(tǒng)通過壓力變送器以及磁翻板液位變送器把4~20 mA模擬量信號通過A/D模塊送入PLC。PLC控制器通過對傳入信號的分析、比較、處理,根據(jù)實際要求來實施自動啟??刂啤LC以RS485通訊方式把數(shù)據(jù)傳送到上位機,并同時輸出重要報警硬接點到公用LCU。系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)如圖2所示。

        在自動工況下,油泵的控制按自動控制流程進行控制,可實現(xiàn)無人值班。當自動控制不能達到要求時,還可采用現(xiàn)場手動控制。正常時,1臺油泵工作,1臺備用,油泵主備用自動輪換。當油系統(tǒng)壓力降低至工作油泵啟動壓力時,主用泵啟動。油泵先通過軟啟動器降壓啟動,以保證電機平緩運行,同時低壓啟動閥(卸載閥)使油泵啟動時處于卸荷狀態(tài)。在一定時間內逐漸帶上負載,并在電動機轉速達到一定值后,油泵輸出額定工作壓力和流量的壓力油,隨后油泵全電壓帶負荷啟動。當油泵系統(tǒng)壓力下降至備用泵啟動壓力時,備用泵啟動。當油壓正常時,2臺泵停運。如油壓繼續(xù)上升,則安全閥動作,油壓過高時則報警。PLC通過RS485把模擬量、開關量、智能報警信號上送上位機。

        圖1 球閥壓油系統(tǒng)結構示意

        圖2 壓油裝置控制系統(tǒng)示意

        4 球閥壓油系統(tǒng)的主要特點及功能

        4.1 主要特點

        (1) 采用西門子S7-200PLC作為核心控制單元。PLC用模擬量作為主控、開關量作為備用控制來控制油泵的啟停,提高了球閥壓油控制系統(tǒng)的自動化程度。硬件線路設計上采用供電、電氣隔離方式,提高了抗干擾能力。

        (2) 控制柜上裝有帶觸摸功能的液晶屏,具有友好的HMI(人機界面),由觸摸屏顯示實時狀態(tài)。油壓及油位信息均傳入PLC,并通過觸摸屏顯示控制,工作人員可通過觸摸屏直接進行標定??涩F(xiàn)場通過觸摸屏對模擬量參數(shù)、變送器參數(shù)、報警參數(shù)等進行修改、整定,工作人員也可現(xiàn)場查看設備故障及其狀態(tài)。

        (3) 球閥壓油泵啟動控制回路設備選用性能良好、動作可靠的進口元件,保證了壓油系統(tǒng)控制回路的可靠與穩(wěn)定。

        (4) 保證油泵啟動平穩(wěn)、無沖擊,解決了原先油泵啟動時震動較大的問題。軟啟動器具有良好的用戶界面,操作簡單,整定方便,并具有電機過載、缺相、漏電、欠壓、短路保護等功能和故障顯示功能。

        (5) 油泵出口采用更為先進的安全和卸荷為一體的組合安全閥,解決了先前安全閥動作不穩(wěn)定、噪聲大及油泵啟動沖擊大等問題,工作時無噪音、無震動、運行平穩(wěn)。組合閥能保證油泵啟動前期卸荷啟動,使油泵平緩啟動,既保證了組合安全閥自身的安全,又保證了壓油罐的安全。

        (6) 屏柜具有良好的防塵、防潮、防鼠及防蟲害功能,具有良好的抗電磁干擾能力,還采用了良好的通風措施及照明設施(門開關控制),以及實現(xiàn)故障自診斷的功能。

        4.2 主要功能

        (1) 現(xiàn)場手動控制方式。

        (2) 自動控制方式。

        (3) 球閥壓油系統(tǒng)的油壓油位的基準值和報警動作參數(shù)可現(xiàn)場通過觸摸屏修改。

        (4) 油泵故障監(jiān)視。

        (5) PLC故障監(jiān)視。

        (6) 軟啟動器故障監(jiān)視。

        (7) 低油壓啟動和高壓卸荷功能。

        (8) RS485串行通信功能。

        RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性、長距離傳輸和多站能力等優(yōu)點,所以選其為串行接口。

        5 結束語

        現(xiàn)場調試和運行實踐表明,改造后的壓油系統(tǒng)設備功能齊全,滿足設計、改造要求。裝置硬件、軟件配置合理,符合改造要求。裝置運行穩(wěn)定,維護方便,符合安全生產要求,滿足今后無人值班的要求,解決了原先存在的問題,且優(yōu)于原壓油系統(tǒng)。

        1 邱公偉.可編程控制器網絡通信及應用[M].北京:清華大學出版社,2000.

        2 羅耀東,徐義亨.控制系統(tǒng)的抗噪聲技術[J].石油化工自動化,2001(02).

        3 華中工學院,武漢水利電力學院.水電站自動化[M].北京:電力工業(yè)出版社,1982.

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