淺析140MW機(jī)組供熱汽泵改造

陳繼斌

摘 要：#5機(jī)供熱循環(huán)水泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用就地PLC控制，無(wú)人機(jī)接口，正常運(yùn)行時(shí)運(yùn)行人員無(wú)法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，所以當(dāng)程序出現(xiàn)故障或需要更改參數(shù)時(shí)，檢修人員需要連接筆記本電腦才能對(duì)故障進(jìn)行查詢(xún)以及參數(shù)更改，這樣就大大增加了消除故障時(shí)間，影響供熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：PLC； 轉(zhuǎn)速探頭； 單點(diǎn)調(diào)節(jié)

十里泉電廠(chǎng)#5機(jī)組投產(chǎn)于80年代初，原設(shè)計(jì)125MW容量，因年代久遠(yuǎn)，該機(jī)型效率低、熱耗高，為此我廠(chǎng)在2003年對(duì)其進(jìn)行140MW增容改造，并于2009年響應(yīng)市政府號(hào)召，對(duì)機(jī)組進(jìn)行供熱改造，作為棗莊市主供熱機(jī)組。#5機(jī)供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝有2臺(tái)汽動(dòng)循環(huán)泵、4臺(tái)電動(dòng)循環(huán)泵，其中汽動(dòng)循環(huán)泵用機(jī)組抽汽來(lái)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，采用就地PLC進(jìn)行控制，每臺(tái)汽動(dòng)循環(huán)泵安裝有1個(gè)就地操作控制柜，用來(lái)實(shí)現(xiàn)汽泵的啟動(dòng)、停止、手動(dòng)、自動(dòng)的切換等功能。我廠(chǎng)#5機(jī)組供熱系統(tǒng)投運(yùn)后出現(xiàn)一系列問(wèn)題，2012年至2013年供熱周期內(nèi)，汽動(dòng)循環(huán)泵月平均故障達(dá)到7.05%故障，嚴(yán)重影響了供熱系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1供熱系統(tǒng)時(shí)間

項(xiàng)目時(shí)間 2012年12月 2013年1月 2013年1月 合計(jì)

系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行時(shí)間（H） 749 748 676 2173

系統(tǒng)實(shí)際時(shí)間（H） 696 740 630 2066

系統(tǒng)故障時(shí)間（H） 53 44 46 143

系統(tǒng)故障率（%） 7.61 6.25 7.30 21.16

月均故障率（%） 7.05

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查我們對(duì)就地甲、乙供熱汽動(dòng)循環(huán)泵控制電纜絕緣進(jìn)行測(cè)量，電纜絕緣電阻均大于20MΩ，符合要求，電纜無(wú)接地；對(duì)就地甲、乙供熱汽動(dòng)循環(huán)水泵控制柜內(nèi)接線(xiàn)端子板進(jìn)行逐一檢查，確認(rèn)就地24個(gè)端子板接線(xiàn)良好，標(biāo)識(shí)清晰無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，也符合要求，最后將轉(zhuǎn)速探頭拆下進(jìn)行校驗(yàn)，轉(zhuǎn)速誤差小于給定轉(zhuǎn)速的2%，校驗(yàn)合格。確定不是因就地設(shè)備損壞導(dǎo)致故障的增加以后，經(jīng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員討論，針對(duì)以下幾個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 汽動(dòng)循環(huán)泵就地控制箱內(nèi)PLC無(wú)人機(jī)接口

我廠(chǎng)#5機(jī)供熱循環(huán)水泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用就地PLC控制，無(wú)人機(jī)接口，正常運(yùn)行時(shí)運(yùn)行人員無(wú)法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，所以當(dāng)程序出現(xiàn)故障或需要更改參數(shù)時(shí)，檢修人員需要連接筆記本電腦才能對(duì)故障進(jìn)行查詢(xún)以及參數(shù)更改，這樣就大大增加了消除故障時(shí)間，影響供熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 汽動(dòng)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速測(cè)點(diǎn)采用單點(diǎn)調(diào)節(jié)

對(duì)供熱汽動(dòng)循環(huán)水泵邏輯進(jìn)行查看分析后，發(fā)現(xiàn)單點(diǎn)調(diào)節(jié)存在以下問(wèn)題：一旦信號(hào)有波動(dòng)就會(huì)造成循環(huán)泵運(yùn)行異常，影響供熱，安全性較低。2、供熱系統(tǒng)汽動(dòng)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用就地轉(zhuǎn)速探頭信號(hào)先送入PLC控制器，經(jīng)轉(zhuǎn)換后送到DCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示和調(diào)節(jié)，和實(shí)際轉(zhuǎn)速存在較大偏差，調(diào)節(jié)精度不能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行的需要，可靠性較低。小組成員查詢(xún)2012年至2013年FAM工單，因轉(zhuǎn)速信號(hào)波動(dòng)造成循環(huán)水泵故障的時(shí)間為76小時(shí)，占轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障時(shí)間的92.7%，可靠性較低，確定為要因。

綜上所述，以上兩條是影響汽泵發(fā)生故障的原因，針對(duì)無(wú)人機(jī)接口這個(gè)原因制定了三條方案并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化：

方案一：更換不同型號(hào)測(cè)速探頭，沿用以往方式將轉(zhuǎn)速信號(hào)引入DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

方案二：在控制系統(tǒng)中加裝PI卡件，將現(xiàn)有轉(zhuǎn)速信號(hào)直接接入DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

方案三：就地加裝三套轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表，將轉(zhuǎn)速探頭信號(hào)接入儀表后，通過(guò)計(jì)算后輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制。

最終選取方案三增加轉(zhuǎn)速表并將信號(hào)進(jìn)入電子間實(shí)現(xiàn)DCS控制。改造前明確步驟：

3 商討改造方案

措施：召開(kāi)生產(chǎn)部、車(chē)間關(guān)于汽動(dòng)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制改造方案實(shí)施會(huì)議。結(jié)合上級(jí)要求，組織小組成員討論具體改造細(xì)節(jié)。

4 電纜敷設(shè)

措施：嚴(yán)格按照《華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠(chǎng)電纜敷設(shè)規(guī)程》要求施工。

5 轉(zhuǎn)速表安裝

措施：討論選取轉(zhuǎn)速表型號(hào)。在就地控制箱上確定安裝位置，并做好標(biāo)記。使用檢驗(yàn)合格打孔鉆進(jìn)行箱門(mén)打孔。將選取的轉(zhuǎn)速表安裝于箱門(mén)上，并接線(xiàn)。

6 DCS系統(tǒng)邏輯修改

措施：按照生產(chǎn)部要求在邏輯中增加PID模塊，同時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采用三取二進(jìn)行調(diào)節(jié)，并設(shè)定好參數(shù)。進(jìn)行供熱汽動(dòng)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速靜態(tài)試驗(yàn)。

實(shí)施一：取消就地PLC，重新敷設(shè)控制信號(hào)電纜，電纜從供熱電子間#20DPU柜敷設(shè)至抽汽供熱甲、乙汽動(dòng)循環(huán)泵控制柜，敷設(shè)要求完全符合《華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠(chǎng)電纜敷設(shè)規(guī)程》要求。實(shí)施二：更換就地轉(zhuǎn)速表型號(hào)并對(duì)LN2000控制系統(tǒng)的畫(huà)面、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改、在邏輯中增加PID模塊同時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)采用三取中值調(diào)節(jié)邏輯，設(shè)置參數(shù)。組態(tài)邏輯如下圖所示：

（a） （b）

圖1 組態(tài)邏輯改造前后

#5供熱汽泵改造后，就地轉(zhuǎn)速表與DCS控制系統(tǒng)CRT畫(huà)面顯示一致，滿(mǎn)足規(guī)程要求為機(jī)組供熱提供可靠保障，之后對(duì)2013年至2014年供熱期間汽泵故障情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)汽泵故障率下降至1.61%。

表2供熱汽泵故障情況表

這次改造之所以問(wèn)題得到解決主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：增加汽動(dòng)循環(huán)泵控制邏輯和畫(huà)面后，檢修人員可以隨時(shí)觀(guān)察實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)檢查速度，對(duì)各參數(shù)信號(hào)的歷史趨勢(shì)進(jìn)行查閱，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)由原來(lái)的單點(diǎn)控制改為三取中值進(jìn)行控制，降低了系統(tǒng)誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的可靠性，避免了因轉(zhuǎn)速表故障造成的整個(gè)汽動(dòng)循環(huán)水泵無(wú)法正常工作，提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的可靠性和準(zhǔn)確性，改造后未發(fā)生因轉(zhuǎn)速信號(hào)波動(dòng)造成的汽動(dòng)循環(huán)泵停運(yùn)的故障。

此次改造保證了廣大市民能夠溫暖過(guò)冬，為提高人們生活質(zhì)量，減少環(huán)境污染，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)，并減輕了檢修勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了人身和設(shè)備安全。改造后我們將系統(tǒng)新增測(cè)點(diǎn)與邏輯編入了《熱控檢修隊(duì)邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)》，并將圖紙交資料室存檔。以上改進(jìn)措施通過(guò)車(chē)間審核后，經(jīng)廠(chǎng)生技部批準(zhǔn)已納入熱控檢修隊(duì)規(guī)程，上述措施自批準(zhǔn)之日起正式執(zhí)行。

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