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        電廠水處理閥門(mén)控制系統(tǒng)改造與應(yīng)用

        2013-12-05 08:13:32白雪
        關(guān)鍵詞:水處理電磁閥閥門(mén)

        白雪

        【摘 要】安陽(yáng)電廠水處理車間閥門(mén)已運(yùn)行有十多年,設(shè)備陳舊,操作不靈活,反饋不正常,經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題,熱控人員需要經(jīng)常處理缺陷,同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作,在已有閥門(mén)控制程序的基礎(chǔ)上,對(duì)就地電磁閥箱進(jìn)行了改造。從設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)的角度方面考慮,不同閥門(mén)采用不同的控制方案,重要閥門(mén)采用雙作用電磁閥控制,一般閥門(mén)采用單作用電磁閥控制,從控制方式上分遠(yuǎn)方操作和手動(dòng)操作,從最大程度上滿足運(yùn)行人員的操作要求,當(dāng)閥門(mén)出現(xiàn)故障,總結(jié)了一套檢修操作方案,確保能快速、準(zhǔn)確找到問(wèn)題并進(jìn)行處理,為機(jī)組安全運(yùn)行提供保障。

        【關(guān)鍵詞】水處理;閥門(mén);電磁閥

        0.引言

        水處理車間在電廠中一直處在非常重要的位置上,它向全廠提供用水,包括鍋爐給水、熱網(wǎng)用水、各重要輔機(jī)冷卻用水、凝汽器用水等等。安陽(yáng)電廠水處理車間自運(yùn)行以來(lái),已有十余年的時(shí)間,設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化,其中表現(xiàn)最為突出的是閥門(mén)老化、操作不靈活,反饋不能正常反映閥門(mén)狀態(tài)等一系列問(wèn)題。

        隨著安陽(yáng)電廠1、2號(hào)機(jī)組的新建,水處理車間也進(jìn)行了改造,首先是控制系統(tǒng)的改造,由原來(lái)的西門(mén)子公司的PLC控制系統(tǒng)改造成日立DCS控制系統(tǒng)。雖然日立控制系統(tǒng)中已經(jīng)做好了水處理控制閥門(mén)的程序,但是與原有就地閥門(mén)電磁閥箱還沒(méi)有建立起關(guān)系,這段期間運(yùn)行人員只能在就地操作閥門(mén),無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作,這給運(yùn)行人員帶來(lái)了不小的勞動(dòng)量。

        1.閥門(mén)控制的基本結(jié)構(gòu)

        運(yùn)行人員通過(guò)操作員站發(fā)出控制指令,傳送到數(shù)據(jù)處理單元,將信號(hào)送至就地電磁閥箱,或者直接在電磁閥箱面板上發(fā)出開(kāi)門(mén)指令,使電磁閥動(dòng)作,最終使閥門(mén)達(dá)到運(yùn)行人員的要求。同時(shí),將閥門(mén)的動(dòng)作狀態(tài)反饋給就地電磁閥箱和操作員站。

        2.改造主要設(shè)備

        本次改造主要是虛線框里的內(nèi)容,即對(duì)電磁閥箱進(jìn)行改造。改造后使用的設(shè)備主要有:

        2.1氣管路

        采用的是外徑為10CM的不銹鋼管路。管子在鋪設(shè)時(shí)的坡度符合要求,管路鋪設(shè)整齊、美觀、固定牢固,成排鋪設(shè)的管路,其彎頭弧度一致。就地電磁閥箱內(nèi)管路與導(dǎo)線分開(kāi)鋪設(shè),并保持一定距離。[2]

        2.2空氣過(guò)濾減壓閥

        采用的是NUMATICS型號(hào)為P22BG03GQ的裝置。它能夠調(diào)節(jié)出口壓力,并保持出口壓力穩(wěn)定,同時(shí)還能夠凈化壓縮空氣。

        2.3繼電器

        采用的是OMRON的,使用了兩種型號(hào),分別是MY4NJ和MY2NJ,即四對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)四對(duì)常閉接點(diǎn)和兩對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)兩對(duì)常閉接點(diǎn)。繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

        2.4電磁閥

        采用的是NUMATICS牌子的設(shè)備,它也有兩種型號(hào),L12BA452OG00040(單作用)、L12BB452OG00040(雙作用)。通過(guò)電磁閥的動(dòng)作,來(lái)改變閥門(mén)進(jìn)氣管路和出氣管路的通斷,從而控制閥門(mén)開(kāi)和關(guān)。

        2.5反饋裝置

        也叫做閥門(mén)回信器,型號(hào)為ALS10,類型為機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)。例如,閥門(mén)在全開(kāi)狀態(tài),開(kāi)反饋裝置接點(diǎn)應(yīng)該閉合,開(kāi)反饋回路接通,去反映閥門(mén)狀態(tài),該裝置提供的是干接點(diǎn)。

        2.6轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

        采用的是APT型號(hào)為L(zhǎng)W39-16B-6KC-202/2裝置,它有三種狀態(tài):遠(yuǎn)方操作、就地操作和檢修狀態(tài)。

        2.7就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)指示燈

        采用的是APT型號(hào)為AD16-22C,電壓為220V交流,在就地電磁閥箱面板上用來(lái)指示控制方式的。

        2.8閥門(mén)狀態(tài)指示燈和按鈕

        為組合式的,采用的是APT的裝置。

        2.9閥門(mén)氣動(dòng)執(zhí)行器

        采用的是上海雙中自動(dòng)化儀表有限公司,型號(hào)為GTD~110,供氣壓力為0.3至0.7MPa,輸出力矩為111.7至260.5N/M,旋轉(zhuǎn)角度為0~90°。是用來(lái)幫助驅(qū)動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作的裝置。

        2.10閥門(mén)

        水處理車間的閥門(mén)基本上都是兩位閥門(mén),即非開(kāi)即關(guān)式閥門(mén),只有兩種狀態(tài):全開(kāi)狀態(tài)和全關(guān)狀態(tài)。本次改造閥門(mén)采用的是氣動(dòng)蝶閥,蝶閥是用隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形蝶板作啟閉件,以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的閥門(mén)。蝶閥主要作截?cái)嚅y使用,主要用于低壓大中口徑管道上。

        3.閥門(mén)的控制方式

        閥門(mén)的控制方式有兩種操作方式:就地操作和遠(yuǎn)控操作。

        3.1就地控制

        是指把就地控制箱的切換開(kāi)關(guān)打到“就地”,通過(guò)控制電磁閥箱面板上的開(kāi)關(guān)按鈕動(dòng)作閥門(mén)。此時(shí)畫(huà)面能顯示閥門(mén)狀態(tài),遠(yuǎn)控被閉鎖,不能從畫(huà)面遠(yuǎn)方操作該閥門(mén)。

        3.2遠(yuǎn)方控制

        是就地電磁閥箱的切換開(kāi)關(guān)切換到“遠(yuǎn)方”位置,就可以在畫(huà)面上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作,遠(yuǎn)方操作又分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行方式。

        3.2.1手動(dòng)運(yùn)行方式

        所有在遠(yuǎn)方狀態(tài)的閥門(mén)均可以單獨(dú)點(diǎn)擊,通過(guò)彈出的操作框打開(kāi)或者關(guān)閉閥門(mén)。

        3.2.2自動(dòng)運(yùn)行方式

        通常是指在順序控制下進(jìn)行的,當(dāng)滿足一定的設(shè)定時(shí)間或者其他設(shè)備狀態(tài),無(wú)需單獨(dú)手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén),從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。[1]

        3.3檢修狀態(tài)

        當(dāng)就地電磁閥箱面板上的切換開(kāi)關(guān)打到“檢修”位置時(shí),就地控制電源和遠(yuǎn)方控制電源全部失電,也就是無(wú)論就地還是遠(yuǎn)方都不能對(duì)閥門(mén)進(jìn)行操作,防止閥門(mén)被操作,同時(shí)還能有效的防止檢修人員在工作時(shí)發(fā)生觸電事故。

        4.就地電磁閥箱控制原理

        水處理車間閥門(mén)控制主要有兩種類型:?jiǎn)巫饔秒姶砰y控制和雙作用電磁閥控制。

        4.1雙作用電磁閥控制原理

        工作原理如圖2所示

        當(dāng)總電源開(kāi)關(guān)閉合,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到遠(yuǎn)方控制時(shí),就地電磁閥箱控制面板上的遠(yuǎn)方控制指示燈亮,去DCS的自動(dòng)允許接通,做為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作的前提條件。假設(shè)閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)在操作員站發(fā)出打開(kāi)閥門(mén)指令,經(jīng)過(guò)開(kāi)繼電器的一個(gè)常閉接點(diǎn),最終使電磁閥一側(cè)線圈動(dòng)作,開(kāi)門(mén)氣路導(dǎo)通,通過(guò)氣動(dòng)執(zhí)行器作用到閥門(mén)上,使閥門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)90°,處于完全打開(kāi)狀態(tài),此時(shí)開(kāi)反饋接點(diǎn)閉合,開(kāi)繼電器線圈帶電,開(kāi)繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合,面板開(kāi)指示燈亮,為紅色。開(kāi)繼電器的另一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)閉合,去操作員站指示閥門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)。而開(kāi)繼電器的一個(gè)常閉接點(diǎn)斷開(kāi),防止閥門(mén)在全開(kāi)狀態(tài)下,再發(fā)開(kāi)閥門(mén)指令。遠(yuǎn)方關(guān)閉閥門(mén)也是相同原理。

        將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到就地控制,面板上的就地控制指示燈亮,假設(shè)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài),按下開(kāi)門(mén)按鈕SA,電磁閥另一側(cè)線圈動(dòng)作,開(kāi)門(mén)氣路導(dǎo)通,閥門(mén)完全打開(kāi),其他與遠(yuǎn)方操作相同,手動(dòng)關(guān)閥也是同樣道理,不在贅述。

        4.2單作用電磁閥控制原理

        工作原理如圖3所示

        當(dāng)總電源開(kāi)關(guān)閉合,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到遠(yuǎn)方控制時(shí),就地電磁閥箱控制面板上的遠(yuǎn)方控制指示燈亮,去DCS的自動(dòng)允許接通,做為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作的前提條件。這與雙作用電磁閥是一樣的。假設(shè)閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)在操作員站發(fā)出打開(kāi)閥門(mén)指令,電磁閥帶電,開(kāi)門(mén)氣管路導(dǎo)通,閥門(mén)旋轉(zhuǎn)90°,處于全開(kāi)狀態(tài)。開(kāi)反饋接點(diǎn)接通,開(kāi)繼電器帶電,開(kāi)繼電器常開(kāi)接點(diǎn)閉合,面板上門(mén)的全開(kāi)指示燈亮(紅色),同時(shí)去DCS系統(tǒng)在操作員站上顯示閥門(mén)為全開(kāi)信號(hào)。當(dāng)關(guān)閉閥門(mén)時(shí),控制回路被斷開(kāi),電磁閥失電,在彈簧作用下復(fù)位,閥門(mén)旋轉(zhuǎn)90°關(guān)閉,把切換開(kāi)關(guān)打到就地控制位置,將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到就地控制,面板上的就地控制指示燈亮。單作用的閥門(mén)控制,只有一個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)和閥門(mén)狀態(tài)指示燈,假設(shè)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài),按下手動(dòng)開(kāi)關(guān),電磁閥帶電,閥門(mén)打開(kāi),指示燈為紅色。當(dāng)關(guān)閉閥門(mén)時(shí),在就地電磁閥箱控制面板上再按一下此手動(dòng)開(kāi)關(guān),控制回路被斷開(kāi),電磁閥失電,閥門(mén)關(guān)閉,指示燈滅。

        4.3兩種控制作用比較

        水處理采用的閥門(mén)控制之所以采用這兩種方式,是根據(jù)設(shè)備的重要程度即安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮的。采用雙作用電磁閥控制的閥門(mén)都是比較重要的閥門(mén),并且這些閥門(mén)平時(shí)用的時(shí)間也較長(zhǎng),閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉后電磁閥不帶電,此時(shí)即使系統(tǒng)失電也不會(huì)改變閥門(mén)的狀態(tài),比如水處理的各個(gè)床的進(jìn)水門(mén)和出水門(mén),可以保證源源不斷向機(jī)組提供給水,保證機(jī)組安全。

        對(duì)于采用單作用電磁閥控制的閥門(mén),只要閥門(mén)處于開(kāi)狀態(tài),電磁閥就一直帶電,所以它用在不頻繁使用的場(chǎng)合,要求沒(méi)有那么高,它的缺點(diǎn)是系統(tǒng)一旦失電,處于全開(kāi)的閥門(mén)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。但是單作用的電磁閥要比雙作用的電磁閥便宜。所以,根據(jù)對(duì)各閥門(mén)的不同要求綜合考慮,采用不同的控制方式。

        5.閥門(mén)控制系統(tǒng)檢修方法

        當(dāng)閥門(mén)出現(xiàn)故障不能正常動(dòng)作時(shí),一般常采用以下方式檢查:

        (1)檢查系統(tǒng)電源是否正常,檢查電源開(kāi)關(guān)狀態(tài),電壓是否符合要求。

        (2)檢查系統(tǒng)氣源是否正常,提供的總氣源一般在6bar左右。如果壓力太低,閥門(mén)就無(wú)法正常動(dòng)作。

        (3)確認(rèn)是就地不能操作還是遠(yuǎn)方不能操作。然后根據(jù)原理圖對(duì)相應(yīng)的控制回路進(jìn)行檢查。

        (4)在控制回路中,每一個(gè)設(shè)備都可能是一個(gè)故障點(diǎn),包括接線的端子排在內(nèi),應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的排查,最終找到故障點(diǎn)。

        (5)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)其進(jìn)行修理或者更換。

        (6)處理后,再次進(jìn)行驗(yàn)證,保證閥門(mén)確實(shí)能正常工作,并恢復(fù)安全措施。

        6.結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)我廠對(duì)水處理車間閥門(mén)控制系統(tǒng)的改造,實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的多種控制方式,減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,為順序控制提供前提條件,為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了安全保障。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]劉寅,邵亞?wèn)|,王海霞等.大唐安陽(yáng)發(fā)電廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).大唐安陽(yáng)發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布,2011.

        [2]于東國(guó).熱工儀表與控制裝置部分.中國(guó)電力出版社,2008.

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