林建業(yè)

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362251）

0 引言

燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組以其啟動快、調(diào)峰能力強(qiáng)的特點(diǎn)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。某電廠采用美國GE公司生產(chǎn)的MS109FA燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，汽輪機(jī)為GE公司生產(chǎn)的D10汽輪機(jī)，為三壓、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、（沖動式無抽汽）純凝式機(jī)組。汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽，不設(shè)調(diào)節(jié)級。由于汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)同軸布置，燃?xì)廨啓C(jī)啟動時，汽輪機(jī)也跟隨一起轉(zhuǎn)動，隨著轉(zhuǎn)速的提高，汽輪機(jī)鼓風(fēng)熱量增加，汽輪機(jī)需要引入輔助蒸汽，用于冷卻低壓通流部分。汽室抽真空系統(tǒng)的作用是清除汽輪機(jī)凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體。在汽輪機(jī)啟動前以快速方式排除凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體；在運(yùn)行期間持續(xù)排出凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體。循環(huán)水系統(tǒng)水源為臺灣海峽海水，采用擴(kuò)大單元制直流供水系統(tǒng)，即1臺機(jī)組配2臺循環(huán)水泵，一條供水壓力管和一條排水溝，每2臺機(jī)組供水壓力管之間設(shè)聯(lián)絡(luò)閥。循環(huán)水系統(tǒng)向聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的低壓缸排汽提供冷卻水，同時也為開式冷卻水系統(tǒng)提供冷卻水源，用于閉冷器的冷卻水。汽輪機(jī)排汽共有3臺真空變送器，在機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速＞300 r/min后，有任意2臺真空變送器的真空值＜MARK VI（以VME為基礎(chǔ)的SPEEDTRONIC燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)控制器，有Simplex（簡化型）和TMR（三重冗余型）2種控制系統(tǒng)。配備了基于Windows NT的CIMPLICITY HMI和控制系統(tǒng)Toolbox）內(nèi)部邏輯設(shè)定的定值，將會觸發(fā)跳機(jī)以保證設(shè)備安全。當(dāng)循環(huán)水泵失電停運(yùn)時，循環(huán)水泵出口液控蝶閥自動按調(diào)定好的程序先快關(guān)截斷大部分水流，起到止回閥的作用，然后慢關(guān)至全關(guān)，起到消除水錘危害、緩沖和截止的作用，具有水泵出口處閘閥和止回閥的功能。

1 循環(huán)水泵出口液控蝶閥工作原理

循環(huán)水泵出口液控蝶閥可單獨(dú)開啟和關(guān)閉，也可和水泵聯(lián)動開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動控制該蝶閥靠液壓驅(qū)動，按下開閥按鈕時，油泵電機(jī)啟動，油泵排出壓力油，經(jīng)單向閥、節(jié)流閥及高壓油管進(jìn)入液壓缸，重錘隨液壓缸的動作而慢慢升起，蝶閥隨之打開；當(dāng)?shù)y開啟至90°后即達(dá)到全開，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。按下關(guān)閥按鈕時，泄壓電磁閥得電卸掉液壓油，在重錘的勢能作用下，蝶閥開始關(guān)閉。關(guān)閥時不需驅(qū)動電源，不會發(fā)生無驅(qū)動電源或者蝶閥意外故障使液壓系統(tǒng)失壓時蝶閥不能關(guān)閉的現(xiàn)象，可避免大量水體倒流、使管網(wǎng)系統(tǒng)失壓、損壞水泵事故的發(fā)生。此外，配有電動和手動2套系統(tǒng)，操縱閥門的開啟和關(guān)閉。液控蝶閥具有電氣自動控制的開關(guān)閥系統(tǒng)、泵閥聯(lián)動系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、自動補(bǔ)油壓力開關(guān)、泵閥聯(lián)動行程開關(guān)等。

2 循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計的弊端及優(yōu)化

由于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組大多為2班制調(diào)峰運(yùn)行，啟停頻繁，循環(huán)水泵出口液控蝶閥也跟著要頻繁開關(guān)，再加上循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計存在的一些弊端，造成液控蝶閥故障率較高，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

2.1 行程開關(guān)存在的問題及優(yōu)化

循環(huán)水泵出口液控蝶閥全開、全關(guān)行程開關(guān)原采用的是機(jī)械式普通行程開關(guān)，由于液控蝶閥工作環(huán)境較為潮濕，機(jī)械式普通行程開關(guān)容易受潮生銹造成卡澀，在液控蝶閥開關(guān)過程中曾發(fā)生多起因行程開關(guān)無法正常反應(yīng)閥門的實(shí)際開度而導(dǎo)致開關(guān)閥失敗的事件，經(jīng)多方調(diào)研，了解到全封閉的接近開關(guān)可靠性較好，反饋非常準(zhǔn)確，且由于是全封閉的，不容易受外部潮濕環(huán)境影響，通過將循環(huán)水泵出口液控蝶閥全開、全關(guān)限位機(jī)械式普通行程開關(guān)改為全封閉的接近開關(guān)后，循環(huán)水泵出口液控蝶閥閥門各個主要位置的反饋準(zhǔn)確性和可靠性得到很大提高，從而提高了循環(huán)水泵啟泵成功率，大大提高了機(jī)組運(yùn)行安全性。

2.2 增加液壓油壓力變送器

循環(huán)水泵出口液控蝶閥液壓模塊出口原來只安裝一個壓力表，當(dāng)液控蝶閥開關(guān)出現(xiàn)異常時，運(yùn)行人員要查看液壓油壓力時只能到現(xiàn)場查看，而循環(huán)水泵房遠(yuǎn)離集控室，從集控室到循環(huán)水泵房液控蝶閥閥門井，即便是坐電瓶車也要耗時近10 min，非常不方便，并且由于壓力信號沒有傳到DCS（Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)），也就沒有歷史趨勢可查，很不利于閥門出現(xiàn)異常時的技術(shù)分析，鑒于以上所述原因，在液控蝶閥液壓模塊出口通過三通增加1個壓力變送器，并將壓力信號加入DCS的歷史站，這樣就便于遠(yuǎn)程查看液壓油壓力及調(diào)取歷史趨勢進(jìn)行技術(shù)分析。

2.3 循環(huán)水泵出口液控蝶閥邏輯優(yōu)化

取消循環(huán)水泵出口液控蝶閥開至15°就地行程開關(guān)，改成循環(huán)水泵出口液控蝶閥閥位模擬量信號送至DCS進(jìn)行循環(huán)水泵出口液控蝶閥開至15°信號判斷，通過DCS邏輯高、低判斷確定循環(huán)水泵出口液控蝶閥開至15°信號動作值的閥位區(qū)間，減少原15°就地行程開關(guān)故障率較高問題；為防止關(guān)閥過程中出現(xiàn)中停情況，特在循環(huán)水泵出口液控蝶閥中停信號脈沖前加RS觸發(fā)器，由循環(huán)水泵出口液控蝶閥開至15°置1，自動關(guān)至0。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計邏輯中，“循泵液控蝶閥開至15°”綜合信號在遠(yuǎn)程手動狀態(tài)時對蝶閥開、關(guān)指令形成閉鎖，造成液控蝶閥在手動狀態(tài)下無法正常開關(guān)，存在手動試驗液控蝶閥時，出現(xiàn)中停在25°的問題，為解決此問題，在循環(huán)水泵液控蝶閥“循泵液控蝶閥開至15°”綜合信號判斷條件中新增“與”邏輯判斷條件：液控蝶閥在遠(yuǎn)程自動狀態(tài)，通過此邏輯優(yōu)化，液控蝶閥在遠(yuǎn)程手動狀態(tài)下不再會發(fā)出“循泵液控蝶閥開至15°”綜合信號，即達(dá)到在手動試驗循環(huán)水泵出口液控蝶閥時，能正常開關(guān)液控蝶閥。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥原泵閥聯(lián)控設(shè)計邏輯中，在循環(huán)水泵出口液控蝶閥開啟至15°，循環(huán)水泵啟動正常后，如發(fā)生循環(huán)水泵跳閘，液控蝶閥仍繼續(xù)開啟至全開位置后，再關(guān)閉。為防止循泵跳閘后，可能因液控蝶閥關(guān)閉時間過長造成循環(huán)水母管失壓。改為在循環(huán)水泵跳閘后，液控蝶閥馬上關(guān)閉。另外，還有一處不完善的邏輯為運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動時，在循環(huán)水泵出口液控蝶閥開啟至15°后備用的循環(huán)水泵合閘指令發(fā)出。為防止運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘后，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動時，循環(huán)水母管壓力恢復(fù)時間可能過長，改為運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動時，采用液控蝶閥離開閥門關(guān)位延時1 s后備用的循環(huán)水泵電機(jī)合閘指令發(fā)出。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制邏輯中，增加循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全關(guān)至全開時間＞25 s報警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全開至全關(guān)，時間＞15 s報警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全關(guān)至15°，時間＞15 s報警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥油泵打壓時間間隔＜1 h報警，并在DCS畫面上顯示以上時間，相關(guān)點(diǎn)加入DCS的歷史站，便于運(yùn)行人員查看，及發(fā)現(xiàn)異常時提前通知檢修人員對循環(huán)水泵液控蝶閥進(jìn)行檢查維護(hù)。

3 總結(jié)

結(jié)合電廠燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況，針對循環(huán)水泵出口液控蝶閥運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，敢于突破設(shè)備廠家的原有設(shè)計，通過對循環(huán)水泵出口液控蝶閥進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備改造及控制邏輯優(yōu)化，使循環(huán)水泵出口液控蝶閥故障率大大減少，提高了液控蝶閥的運(yùn)行安全可靠性，循環(huán)水泵啟動成功率得到很大提高，確保機(jī)組運(yùn)行安全。