壓力控制閥保護(hù)裝置改造與功能仿真

李新建

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

1 壓力控制閥(PCV)使用情況

濰坊發(fā)電有限公司Ⅱ期2臺670 MW機(jī)組的PCV控制裝置包括就地控制箱、壓力變送器、執(zhí)行閥門和集控室控制站。就地控制柜由Red Lion PAX系列1/8DIN面板儀表、繼電器以及接線端子組成，Red Lion PAX系列1/8DIN面板儀表把就地變送器來的模擬量信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)量信號；集控室(就地控制箱)控制站由指示燈和選擇開關(guān)組成，如圖1所示。

圖1 就地控制箱及繼電器、電磁閥

PCV是通過壓力變送器檢測并由電磁閥控制的氣動(dòng)泄壓裝置，當(dāng)工況壓力達(dá)到閥門打開的設(shè)定壓力(26.7 MPa)時(shí)閥門打開進(jìn)行泄壓，當(dāng)工況壓力降到閥門關(guān)閉壓力(25.89 MPa)時(shí)閥門關(guān)閉。PCV既可以通過手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行控制，也可以通過壓力變送器進(jìn)行控制。

當(dāng)集控室控制站的選擇開關(guān)打到MAN位時(shí)，手動(dòng)按下控制站開按鈕，電磁釋放閥(ERV)開線圈帶電，汽缸兩端錯(cuò)氣PCV打開進(jìn)行泄壓，控制站開到位，紅色指示燈變亮；手動(dòng)按下控制站關(guān)按鈕，ERV關(guān)線圈帶電，汽缸兩端錯(cuò)氣PCV關(guān)閉，控制站關(guān)到位，綠燈變亮。

當(dāng)控制站的選擇開關(guān)打到AUTO位時(shí)，PCV的動(dòng)作情況由Red Lion PAX系列1/8DIN面板儀表的繼電器觸點(diǎn)和分散控制系統(tǒng)(DCS)指令繼電器觸點(diǎn)來決定：當(dāng)工況壓力達(dá)到啟座壓力時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，ERV開線圈帶電，汽缸兩端錯(cuò)氣PCV打開進(jìn)行泄壓；當(dāng)工況壓力達(dá)到啟座壓力時(shí)常關(guān)觸點(diǎn)閉合，ERV關(guān)線圈帶電，汽缸兩端錯(cuò)氣PCV關(guān)閉。

集控室控制站和就地控制站作用相同，兩者是并聯(lián)的關(guān)系，PCV手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)通過閉鎖繼電器具有自保持功能，從就地控制柜手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)和集控室立盤上操作器手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)都可以對PCV進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換，PCV手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)保持在最后一次操作狀態(tài)上。該繼電器是實(shí)現(xiàn)集控室控制站和就地控制站并聯(lián)的關(guān)鍵，在AUTO位時(shí)通過超馳繼電器實(shí)現(xiàn)DCS指令比Red Lion PAX儀表指令的優(yōu)先級高。

2 存在的問題

2007年，#3鍋爐壓力變送器因電伴熱失去，壓力測量管受凍，變送器壓力達(dá)到正向最大值，超過PCV安全門聯(lián)開定值，導(dǎo)致PCV誤動(dòng)。運(yùn)行人員根據(jù)DCS畫面上主蒸汽壓力左、右管道的4個(gè)壓力測點(diǎn)判斷PCV誤動(dòng)，手動(dòng)將PCV關(guān)閉，避免了更大的損失。由于只在就地Red Lion PAX系列1/8DIN面板上顯示PCV壓力變送器數(shù)值，運(yùn)行人員無法監(jiān)視，不可靠的測量信號不用于重要保護(hù)，并盡量避免單點(diǎn)信號用于保護(hù)。

3 PCV改造方案

3.1 設(shè)計(jì)思路

保留原手動(dòng)控制設(shè)備，取消了就地單一的PCV壓力變送器和Red Lion PAX系列1/8DIN面板儀表控制回路。將主蒸汽管道上的4臺壓力變送器檢測信號在模擬量控制系統(tǒng)(MCS)經(jīng)軟件4選2邏輯判斷后輸出PCV啟座和回座指令，改為在自動(dòng)狀態(tài)下由DCS實(shí)現(xiàn)對主蒸汽壓力的保護(hù)，這樣不僅接線簡單，可靠性也大大提高。取消超馳繼電器功能，把PCV另一副行程觸點(diǎn)通過該繼電器引入DCS，實(shí)現(xiàn)BTG盤和DCS畫面的雙重監(jiān)控。

3.2 組態(tài)邏輯修改

將2路主汽壓力測量變送器4～20 mA信號送至MCS，分別經(jīng)高、低報(bào)警功能塊處理(高報(bào)警值為26.70 MPa，低報(bào)警值為25.89 MPa)后輸出高、低報(bào)警信號。當(dāng)2臺壓力變送器壓力值大于26.70 MPa時(shí)，MCS輸出PCV啟座指令，開PCV泄壓；當(dāng)2臺壓力變送器壓力值小于25.89 MPa時(shí)，即發(fā)出回座指令，控制PCV關(guān)閉。

3.3 增加變送器故障報(bào)警

在輸入值偏差大或輸入信號品質(zhì)壞的情況下，輸出“PCV變送器故障”光字牌報(bào)警，提醒運(yùn)行人員處理。此時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)將輔助機(jī)爐電(BTG)監(jiān)控盤上PCV手操器開關(guān)切至“MAN”位置，由運(yùn)行人員監(jiān)視主汽壓力，手動(dòng)開關(guān)PCV并及時(shí)聯(lián)系熱工人員處理變送器故障。

4 PCV功能仿真

4.1 XDPS-400仿真系統(tǒng)的建立

新華XDPS仿真系統(tǒng)的建立過程：首先配置好D:xdpsx2binVdpu.cfg文件，設(shè)置分散處理單元(DPU)節(jié)點(diǎn)號[NODE]、用戶名[USERNAME]、總體描述[IOSTATION]等字段；然后運(yùn)行NETWIN和虛擬DPU程序，組態(tài)登錄時(shí)DPU號、用戶名、密碼按Vdpu.cfg文件中的設(shè)置填寫；IP地址填寫正在使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的地址或已經(jīng)設(shè)置好的虛擬網(wǎng)卡的地址，然后下裝邏輯組態(tài)，就可實(shí)現(xiàn)組態(tài)仿真。

4.2 PCV控制面板仿真

圖2為PCV控制面板仿真，包括仿真集控室、就地控制箱、手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕、手動(dòng)方式下集控室開關(guān)指令和就地開關(guān)指令、自動(dòng)方式下DCS邏輯組態(tài)開關(guān)指令和儀表聯(lián)鎖開關(guān)指令?！伴y門開”和“閥門關(guān)”代表PCV的狀態(tài)：PCV開狀態(tài)時(shí)，“閥門開”顯示紅色，“閥門關(guān)”顯示灰色；PCV關(guān)狀態(tài)時(shí)，“閥門開”顯示灰色，“閥門關(guān)”顯示紅色。

圖2 PCV控制面板仿真

4.3 PCV控制功能仿真

圖3為PCV現(xiàn)場接線圖，圖4為PCV功能邏輯圖。

圖3 PCV現(xiàn)場接線圖

圖4 PCV邏輯圖

(1)用RS觸發(fā)器仿真閉鎖繼電器，可在集控室和就地實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)自如切換。

(2)自動(dòng)方式下，DCS指令信號的優(yōu)先級比儀表指令信號高。

根據(jù)PCV的功能邏輯圖，利用NETWIN的DPU組態(tài)程序建立PCV仿真組態(tài)，用簡單數(shù)字手操器D/MA功能碼設(shè)置PCV開關(guān)按鈕；用RS功能碼實(shí)現(xiàn)閥開指令置位PCV開到位信號，閥門關(guān)指令復(fù)位PCV開到位信號，PCV關(guān)到位信號相反。組態(tài)完成后，下裝到虛擬DPU，分別叢集控室、就地、DCS面板上操作，PCV動(dòng)作正常。

5 結(jié)論

通過對PCV保護(hù)裝置的不斷改進(jìn)，提高了鍋爐主蒸汽壓力保護(hù)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)正確動(dòng)作率100%的要求，改造后安全門未發(fā)生過誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象。多次機(jī)組系統(tǒng)故障安全門均啟、回座動(dòng)作正常，有效地保證了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低了維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用。通過對PCV的仿真學(xué)習(xí)，對其特點(diǎn)有了深入的了解，熱工人員對可能出現(xiàn)的故障了如指掌；同時(shí)，應(yīng)對PCV氣源取樣管加強(qiáng)防凍措施，定期對電磁閥進(jìn)行試驗(yàn)，防止拒動(dòng)。