王宏偉,焦鵬程
(國(guó)能駐馬店熱電有限公司,河南 駐馬店 463000)
循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是火電機(jī)組重要的輔機(jī)系統(tǒng),在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況下,如果循環(huán)水泵出口液控蝶閥啟停不正常,易造成循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn),導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行不正常,進(jìn)而影響機(jī)組凝汽器真空,甚至可能觸發(fā)ETS真空保護(hù)動(dòng)作,造成機(jī)組非停事件發(fā)生,特別是對(duì)于供熱機(jī)組在冬季供暖季來(lái)說(shuō),造成的不良影響更加嚴(yán)重,因此保證循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行,尤為重要。
國(guó)能駐馬店熱電有限公司2臺(tái)機(jī)組配有4臺(tái)循環(huán)水泵,出口液控蝶閥為鐵嶺閥門廠全液控止回蝶HD7BT44H-6Q(保壓型),整個(gè)控制系統(tǒng)采用就地PLC控制。
保壓作用:本蝶閥的液壓系統(tǒng)中設(shè)有蓄能器,蓄有壓力油,當(dāng)油缸內(nèi)油壓低于8MPa時(shí),補(bǔ)壓電磁閥(慢開電磁閥)動(dòng)作,可自動(dòng)補(bǔ)壓。當(dāng)蓄能器壓力低于12MPa時(shí),壓力繼電器動(dòng)作,油泵電機(jī)啟動(dòng),為系統(tǒng)補(bǔ)壓;當(dāng)壓力達(dá)到16MPa時(shí),另一壓力繼電器動(dòng)作,油泵電機(jī)停止,補(bǔ)壓結(jié)束。控制系統(tǒng)采用就地PLC對(duì)液壓控制裝置進(jìn)行補(bǔ)壓。
開閥運(yùn)動(dòng):當(dāng)開閥時(shí),開閥電磁閥(15°前快開電磁閥,15°后慢開電磁閥)得電,油經(jīng)濾油器、液壓閥、高壓軟管等元件進(jìn)入油缸內(nèi)部,壓力油推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),將連桿臂及重錘舉起,同時(shí)帶動(dòng)軸及蝶板轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)開閥。閥門開啟方式為二階段:前15°快開,快開時(shí)間2.5~20s(可調(diào));后75°慢開,時(shí)間為15~30s(可調(diào))。
關(guān)閥運(yùn)動(dòng):當(dāng)關(guān)閥時(shí),關(guān)閥電磁閥得電,控制液控單向閥打開,在重錘力矩等作用下,油缸里的油通過(guò)油缸底部上的兩個(gè)節(jié)流閥和高壓軟管、液控單向閥而回到油箱,蝶板關(guān)閉。
開閥與關(guān)閥均可在就地與遠(yuǎn)方操作,指令通過(guò)發(fā)給就地PLC后,就地PLC控制相應(yīng)繼電器,通過(guò)接收就地儀表信號(hào)實(shí)現(xiàn)就地控制。
(1)液控蝶閥遠(yuǎn)方、就地控制都得通過(guò)就地PLC控制,原PLC控制系統(tǒng),單PLC控制器、單電源模塊、回路復(fù)雜,故障點(diǎn)較多,且人機(jī)交互性較差,邏輯程序固化,同時(shí),PLC控制器無(wú)上位機(jī),運(yùn)行人員監(jiān)盤及操作不便。
(2)蝶閥動(dòng)力油路上控制電磁閥由一個(gè)交流220V轉(zhuǎn)24V直流電源模塊提供電源,電源模塊一旦故障損壞,也會(huì)造成蝶閥無(wú)法操作,同時(shí)未設(shè)計(jì)電源監(jiān)視報(bào)警功能,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。
(3)原保壓系統(tǒng)作為邏輯連鎖的3個(gè)壓力開關(guān),都不具備監(jiān)視功能,如果運(yùn)行中開關(guān)損壞或者信號(hào)線松脫,壓力開關(guān)無(wú)法正常連鎖,會(huì)造成回路油壓低、系統(tǒng)油壓低等不安全現(xiàn)象。
現(xiàn)有國(guó)電智深EDPF-NT+系統(tǒng),其具有遠(yuǎn)程監(jiān)視控制與完善的邏輯編寫及實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng),且軟件與硬件兼容性較好,本次改造只需要將液控蝶閥的快開、慢開、關(guān)閥指令兼容到DCS系統(tǒng)中,即可實(shí)現(xiàn)原PLC控制系統(tǒng)控制原理,無(wú)須增加額外投資。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況,在原PLC控制邏輯的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)將其控制方式重新組態(tài)在DCS邏輯實(shí)現(xiàn)整個(gè)液控蝶閥控制回路。
以單臺(tái)循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制邏輯,見圖1。
圖1
針對(duì)就地控制回路,將就地閥門實(shí)時(shí)動(dòng)作過(guò)程在上位機(jī)監(jiān)視畫面上實(shí)時(shí)顯示,不論是卡件通道還是就地信號(hào)故障,運(yùn)行人員均可以通過(guò)畫面立刻判斷出控制過(guò)程中某個(gè)環(huán)節(jié)故障,及時(shí)聯(lián)系檢修人員處理。
圖2
(1)增設(shè)為兩路電源模塊供電,并增加電源監(jiān)視,一旦電源失電,報(bào)警繼電器動(dòng)作,信號(hào)直接送DCS,增設(shè)畫面報(bào)警。
(2)新增系統(tǒng)油壓與油缸油壓模擬量測(cè)點(diǎn),且在DCS畫面中做系統(tǒng)油壓低于12MPa與油缸油壓低于8MPa時(shí)報(bào)警油壓低的功能,及時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)。
新增遠(yuǎn)方手動(dòng)補(bǔ)油/卸油控制方式,可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)液控蝶閥關(guān)閉后由于自身油路或其他故障導(dǎo)致油壓無(wú)法完全卸掉,可以手動(dòng)卸油,保證液控蝶閥在油路余壓下不會(huì)出現(xiàn)誤開情況,提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。
油泵電機(jī)由原壓力開關(guān)聯(lián)鎖單控制系統(tǒng)優(yōu)化為遠(yuǎn)方運(yùn)行人員操作和油壓壓力開關(guān)量與模擬量聯(lián)鎖控制雙冗余控制回路,保證油泵電機(jī)在測(cè)點(diǎn)故障情況下,遠(yuǎn)方可以手動(dòng)操作啟停。
以單臺(tái)循環(huán)水泵出口液控蝶閥為例,如圖3。
圖3
一是方便了運(yùn)行人員監(jiān)視操作,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方對(duì)整個(gè)液控蝶閥控制系統(tǒng)的監(jiān)視;二是可以直觀地判斷故障環(huán)節(jié)且實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)與原DCS控制系統(tǒng)一體化,便于檢修人員檢修維護(hù);三是消除了原PLC控制器、電源供電模塊無(wú)冗余配置的隱患。
此項(xiàng)優(yōu)化改造技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用效果很好,優(yōu)化改造后實(shí)現(xiàn)了液控蝶閥控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控,提高了設(shè)備的靈活性和可靠性,優(yōu)化了控制回路,進(jìn)而提高了循環(huán)水泵及液控蝶閥控制系統(tǒng)的可靠性,從而保證了機(jī)組的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。