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        淺談某9FA 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組循環(huán)水泵液控蝶閥升級(jí)改造路徑

        2019-01-18 23:08:09郭澤鋒
        中國(guó)設(shè)備工程 2019年18期
        關(guān)鍵詞:關(guān)閥液控蝶閥

        郭澤鋒

        (福建晉江天然氣發(fā)電有限公司,福建 晉江 362251)

        福建某燃?xì)怆姀S擁有4×350MW 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的發(fā)電機(jī)組,設(shè)備采用GE 公司的PG9351FA 型燃?xì)廨啓C(jī)、D10 型蒸汽輪機(jī)和390H 型的發(fā)電機(jī),且為單軸室內(nèi)布置,余熱鍋爐采用杭州鍋爐廠的NG-901FA-R 型自然循環(huán)臥式鍋爐,室外布置。燃機(jī)、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)由GE 的MARK VI 系統(tǒng)控制,余熱鍋爐由美國(guó)西屋公司的分散控制系統(tǒng)控制。MARK VI 系統(tǒng)控制與DCS 控制系統(tǒng)通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)對(duì)整套機(jī)組的監(jiān)控。8 臺(tái)循環(huán)水泵的液控蝶閥由邵陽(yáng)維克液壓有限公司提供型號(hào)為YZ-8900 液控蝶閥。

        1 循環(huán)水泵液控蝶閥控制原理及作用

        (1)循泵液控蝶閥作用。某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥由遠(yuǎn)程DCS 和就地PLC 共同控制。液控蝶閥可單獨(dú)啟停,也可和循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟停,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。液控蝶閥開(kāi)啟主要靠液壓驅(qū)動(dòng),液控蝶閥開(kāi)啟時(shí)由液壓油泵電機(jī)提供油動(dòng)力,當(dāng)循環(huán)水泵失電停運(yùn)時(shí),控蝶閥關(guān)閉時(shí)靠升起的重錘提供動(dòng)力,由液控蝶閥PLC 程序里自動(dòng)按設(shè)定好的程序先快關(guān)過(guò)程截?cái)啻蟛糠炙?,防止倒流,然后慢關(guān)至全關(guān),慢關(guān)過(guò)程起到緩沖和截止的作用,消除水錘對(duì)閥門的危害。

        (2)循泵液控蝶閥控制原理。液控蝶閥能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制,蝶閥靠液壓油系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),按下開(kāi)閥按鈕時(shí),油泵電機(jī)啟動(dòng),蝶閥重錘隨液壓油壓上升而慢慢升起,蝶閥慢慢打開(kāi);當(dāng)?shù)y開(kāi)至全開(kāi)后,油泵電機(jī)停止運(yùn)行。關(guān)閥過(guò)程中,電磁閥1YV 得電,在重錘重力作用下,蝶閥開(kāi)始關(guān)閉。蝶閥有電動(dòng)和手動(dòng)兩套系統(tǒng)用用于閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。該蝶閥具有電氣自動(dòng)控制的開(kāi)關(guān)閥系統(tǒng)、泵閥聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)補(bǔ)油行程開(kāi)關(guān)、泵閥聯(lián)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)等。

        2 循環(huán)水泵液控蝶閥出現(xiàn)的問(wèn)題

        某燃?xì)怆姀S投產(chǎn)至今以來(lái),出現(xiàn)過(guò)許多的故障問(wèn)題,現(xiàn)將循環(huán)水泵及液控蝶閥的故障情況總結(jié)如下。

        (1)循環(huán)水泵液控蝶閥油泵由油壓壓力開(kāi)關(guān)高低值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制啟停,曾出現(xiàn)過(guò)壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定值偏移,油泵壓力建立不起來(lái),油泵壓力開(kāi)關(guān)的可靠性差以及循環(huán)水泵在開(kāi)泵或液控蝶閥開(kāi)閥門的過(guò)程中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致開(kāi)失敗,以至于啟泵失敗。

        (2)因循環(huán)水泵液控蝶閥在正常啟停的過(guò)程中常出現(xiàn)

        卡澀或開(kāi)啟緩慢的開(kāi)失敗現(xiàn)象,使得循環(huán)水泵在泵閥聯(lián)啟的過(guò)程中出現(xiàn)失敗的情況。

        (3)循環(huán)水泵液控蝶閥DCS 邏輯中的15°位置信號(hào),該信號(hào)由就地15°閥位位置行程開(kāi)關(guān)信號(hào)動(dòng)作觸法產(chǎn)生,用于參與液控蝶閥和循環(huán)水泵的啟??刂啤R嚎氐y在閥門井中運(yùn)行環(huán)境較潮濕,蝶閥閥位在15°閥位位置行程開(kāi)關(guān)信號(hào)因安裝位置動(dòng)作點(diǎn)比較難調(diào)整、行程開(kāi)關(guān)的故障率較高等原因,出現(xiàn)多次因15°位置信號(hào)異常導(dǎo)致循環(huán)水泵及液控蝶閥的啟動(dòng)失敗。

        (4)循環(huán)水泵液控蝶閥模擬量閥位出現(xiàn)不準(zhǔn)和波動(dòng)現(xiàn)象,使得機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)液控蝶閥閥位波動(dòng)觸發(fā)關(guān)閥邏輯信號(hào)。某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥故障情況遠(yuǎn)不止出現(xiàn)上述情況,因此,該電廠通過(guò)到其他發(fā)電公司調(diào)研工作,電話溝通等其他方式,確定并提出循環(huán)水泵液控蝶閥升級(jí)改造工作。

        3 循環(huán)水泵液控蝶閥升級(jí)改造

        某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥升級(jí)改造工作主要針對(duì)液控蝶閥的液壓系統(tǒng)和重錘。液壓系統(tǒng)能夠迅速的開(kāi)關(guān)蝶閥,然而在液壓系統(tǒng)失效時(shí),蝶閥能夠依靠重錘的重力作用管不液控蝶閥。在遠(yuǎn)程DCS 控制系統(tǒng)中只是做了相應(yīng)的微調(diào),液控蝶閥PLC 邏輯的IO 輸入輸出沒(méi)有很大的變化。新的重錘式液壓控制裝置采用室內(nèi)安裝的分體式布局,下面將分幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

        3.1 系統(tǒng)組成及功能說(shuō)明

        循環(huán)水泵蝶閥液控裝置由液壓泵站、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)三部分組成。

        (1)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的液壓站由油箱、吸油過(guò)濾器、泵組、蓄能器、控制閥組和管路附件組成。油箱最大容積150L。新設(shè)備一次加油量約為120L。油箱安裝液位計(jì)、液位開(kāi)關(guān)和空氣濾清器,用來(lái)監(jiān)視油箱液壓油的使用情況。泵組及控制閥組安裝固定在油箱蓋板上,泵組配備高壓齒輪泵,齒輪泵最大工作壓力達(dá)28MPa,流量9ml/r,泵組的最高工作壓力必須低于20MPa。在實(shí)際使用工作時(shí),溢流閥壓力不得調(diào)至高于17MPa,以免電機(jī)過(guò)載損壞。在齒輪泵上安裝吸油過(guò)濾器可以避免大顆粒污染物損壞液壓元件。蓄能器安裝在液壓站邊上,兩個(gè)高低油壓繼電器用來(lái)控制蓄能器的補(bǔ)油,壓力繼電器的高限設(shè)定在16MPa、壓力繼電器的低限設(shè)定在13MPa,蓄能器的充氣壓力為6MPa。

        (2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由支架、油缸、重錘、擺臂、閥位檢測(cè)等部件組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與蝶閥總裝時(shí),將擺臂與轉(zhuǎn)軸鍵槽位置對(duì)好呈垂直狀態(tài)裝配鍵條,此時(shí)閥位指針應(yīng)指示到0 刻度為關(guān)閥位置;如果關(guān)閥位置時(shí)指針不在0 刻度,應(yīng)松開(kāi)指針鎖緊螺栓,轉(zhuǎn)動(dòng)指針與0 刻度重合后鎖緊螺栓。

        (3)液控蝶閥電控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用2 路380V/220V,50Hz 供電,控制電源為DC24V,蓄電池電源作為后備電源。當(dāng)雙電源切換時(shí),換路時(shí)間約為1S,無(wú)法滿足PLC 的持續(xù)供電要求,蓄電池可以當(dāng)成后備電源,持續(xù)供電,防止PLC 重啟?,F(xiàn)場(chǎng)事故停電時(shí),可以按預(yù)定程序完成關(guān)閥。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)本地控制和遠(yuǎn)程控制,兩種控制方式都可以實(shí)現(xiàn)閥門的開(kāi)啟、關(guān)閉及游動(dòng)的控制。

        3.2 液控蝶閥就地面板按鈕指示燈說(shuō)明

        蝶閥就地面板按鈕指示,針對(duì)對(duì)比較重要的進(jìn)行闡述,電機(jī)過(guò)載:當(dāng)閥組上的安全閥及高限壓力繼電器設(shè)定壓力過(guò)高,造成油泵工作壓力超過(guò)21MPa,電動(dòng)機(jī)就可能過(guò)載,造成電機(jī)熱繼電器跳閘,跳閘后此指示燈亮。要恢復(fù)正常工作必須人工對(duì)電控箱內(nèi)的熱繼電器復(fù)位。故障指示:液控裝置出現(xiàn)油位過(guò)低、電機(jī)過(guò)載、失電故障時(shí),此指示燈亮。游動(dòng)指示:蝶閥在游動(dòng)運(yùn)行時(shí),此指示燈亮,游動(dòng)結(jié)束時(shí),此指示燈滅。游動(dòng):在蝶閥處于全開(kāi)位置時(shí),按下“游動(dòng)”按鈕,蝶閥即在90 ~75 度之間來(lái)回?cái)[動(dòng)三次,作游動(dòng)動(dòng)作。游動(dòng)結(jié)束時(shí),繼續(xù)保持在全開(kāi)90 度位置。開(kāi)控制電源,關(guān):轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān),用于控制電氣控制系統(tǒng)的控制電源,正常工作時(shí)應(yīng)把此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“開(kāi)”位置。停機(jī)檢修時(shí)把此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“關(guān)”位置。本地解除遠(yuǎn)程:用于選擇電氣控制系統(tǒng)的操作模式,一般設(shè)備調(diào)試時(shí),應(yīng)把此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“本地”位置,此時(shí)用電控箱面板上的“游動(dòng)”、“開(kāi)閥”、“停止”及“關(guān)閥”按鈕來(lái)控制蝶閥的動(dòng)作;設(shè)備正常工作時(shí),應(yīng)把此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程”位置,此時(shí)中控室的“游動(dòng)”、“開(kāi)閥”、“停止”及“關(guān)閥”按鈕來(lái)控制蝶閥的動(dòng)作。把此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“解除”位置時(shí),電控箱面板及中控室均不能控制蝶閥的動(dòng)作。

        3.3 液控蝶閥裝置操作說(shuō)明

        蝶閥的電氣控制系統(tǒng)都配有就地控制回路和遠(yuǎn)方聯(lián)動(dòng)控制回路。就地控制回路主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作,蝶閥的正常工作一般使用遠(yuǎn)程的控制回路。

        (1)自動(dòng)保壓。送上控制箱里的空氣開(kāi)關(guān),油泵電源和控制的不間斷電源接通,控制面板上的“控制電源”指示燈將亮起;同時(shí)把“開(kāi) 控制電源 關(guān)”切換開(kāi)關(guān)切換到“開(kāi)”位置,自動(dòng)保壓?jiǎn)卧鶕?jù)設(shè)定程序?qū)⒆詣?dòng)啟動(dòng),此時(shí)如果系統(tǒng)蓄能器的壓力低于低限壓力繼電器的設(shè)定值,油泵自動(dòng)開(kāi)機(jī)給系統(tǒng)蓄能器充壓,電控箱面板上的“油泵電源”指示燈亮。當(dāng)系統(tǒng)壓力上升至高限壓力繼電器設(shè)定值時(shí),油泵停止給蓄能器充壓,電控箱面板上的“油泵電源”指示燈滅。無(wú)論在“本地”或“遠(yuǎn)程”、“開(kāi)閥”、“停止”“游動(dòng)”或“關(guān)閥”狀態(tài),保壓功能均有效。蓄能器存儲(chǔ)的能源足夠在電源出現(xiàn)故障,油泵不能啟動(dòng)的情況下,一次全程的開(kāi)閥或關(guān)閥。把“控制電源”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋到“關(guān)”位置,控制電源被切斷,電源指示燈滅,電氣控制系統(tǒng)停止工作,并解除自動(dòng)保壓功能。

        (2)本地控制。把“本地-解除-遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋到“本地”位置。①液控蝶閥開(kāi)閥。在就地控制箱的操作按鈕按開(kāi)閥,蝶閥開(kāi)始建立油壓,閥門打開(kāi),閥門按照PLC程序設(shè)定的程序開(kāi)閥,閥門到達(dá)全開(kāi)位置是,全開(kāi)指示燈亮,開(kāi)閥指示燈熄滅。如果在調(diào)試過(guò)程中需要控制蝶閥在半開(kāi)狀態(tài),可以按控制箱上的“停止”按鈕來(lái)中斷開(kāi)閥。②液控蝶閥關(guān)閥。在就地控制箱的操作按鈕按關(guān)閥,液壓油系統(tǒng)的卸油電磁閥得電,閥門按照PLC 程序設(shè)定的程序關(guān)閥,閥門到達(dá)全關(guān)位置是,全關(guān)指示燈亮,關(guān)閥指示燈熄滅。如果在調(diào)試過(guò)程中需要控制蝶閥在半開(kāi)狀態(tài),可以按控制箱上的“停止”按鈕來(lái)中斷關(guān)閥。③液控蝶閥停止。當(dāng)液控蝶閥在開(kāi)關(guān)的過(guò)程中,按下就地控制箱的停閥按鈕,蝶閥則停留在當(dāng)前位置??礻P(guān)過(guò)程中應(yīng)避免使用此功能,以免對(duì)液壓系統(tǒng)形成沖擊。

        (3)遠(yuǎn)程控制。把“本地- 解除-遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋到“遠(yuǎn)程”位置。①液控蝶閥開(kāi)閥。先啟循泵、后開(kāi)蝶閥:在DCS 畫(huà)面上點(diǎn)擊啟動(dòng)循泵,DCS 邏輯發(fā)出一定脈沖信號(hào),DCS 控制系統(tǒng)發(fā)送開(kāi)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置,蝶閥得到啟動(dòng)信號(hào)后就建立油壓。如果要蝶閥和循泵同時(shí)啟動(dòng),可以將延遲預(yù)定時(shí)間調(diào)定為零。先開(kāi)蝶閥、而后啟循泵:在DCS控制系統(tǒng)發(fā)送開(kāi)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置,蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)開(kāi)啟。當(dāng)閥門開(kāi)啟到預(yù)定角度(15 度可調(diào)) 時(shí),本蝶閥液控裝置返回預(yù)定角度(15 度可調(diào)) 信號(hào)至DCS 控制系統(tǒng),DCS 控制系統(tǒng)邏輯動(dòng)作,觸發(fā)啟動(dòng)循環(huán)水泵。DCS 控制系統(tǒng)可一同發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)到蝶閥跟循泵,起到同時(shí)啟動(dòng)蝶閥跟循泵的作用。②液控蝶閥關(guān)閥。循泵和蝶閥同時(shí)關(guān)閉:在DCS 控制系統(tǒng)同時(shí)發(fā)送關(guān)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置,發(fā)送停止水泵信號(hào),蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)關(guān)閉,同時(shí)循環(huán)水泵停機(jī)。先關(guān)閥,后停泵:在DCS 控制系統(tǒng)發(fā)送關(guān)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置,蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)關(guān)閉,當(dāng)閥門關(guān)閉到預(yù)定角度(75 度可調(diào)) 時(shí),本蝶閥液控裝置返回預(yù)定角度(75 度可調(diào))信號(hào)至中控室,DCS 控制系統(tǒng)停止循環(huán)水泵。DCS 控制系統(tǒng)可同時(shí)發(fā)送關(guān)閥和停止水泵信號(hào),即可實(shí)現(xiàn)泵閥同時(shí)停止及關(guān)閉。

        (4)油壓調(diào)整方法。液壓油站的壓力高低控制通過(guò)壓力繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查找出高低油壓繼電器的準(zhǔn)確位置,旋轉(zhuǎn)壓力繼電器的調(diào)整螺釘,向左旋,調(diào)整壓力低限,向右旋,調(diào)整壓力高限。

        4 結(jié)語(yǔ)

        某燃?xì)怆姀S是調(diào)峰運(yùn)行的機(jī)組,機(jī)組啟停相對(duì)來(lái)說(shuō)比較頻繁,在啟動(dòng)停機(jī)的過(guò)程中對(duì)各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出了很高的要求。通過(guò)本次對(duì)循環(huán)水泵液控蝶閥的升級(jí)改造工作,提高液壓系統(tǒng)的保壓工作,使得液控蝶閥在開(kāi)關(guān)過(guò)程能夠做出迅速反應(yīng)。同時(shí),在遠(yuǎn)程DCS 增加液控蝶閥參數(shù)的歷史點(diǎn),通過(guò)歷史數(shù)據(jù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的情況,利用DCS歷史數(shù)據(jù)來(lái)分析設(shè)備的劣化趨勢(shì),準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)且合理安排檢修計(jì)劃。本次升級(jí)改造順利完成,對(duì)機(jī)組循環(huán)水泵整體啟停提供可靠的保障,確保機(jī)組的安全運(yùn)行。

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