天然氣機(jī)組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)的改造

劉慧

摘 要：本研究結(jié)合燃機(jī)電廠機(jī)組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)改造的實例，分析了天然氣機(jī)組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)的改造，主要從改造方案、系統(tǒng)的特點等方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：天然氣機(jī)組；循環(huán)水泵；出口蝶閥；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TK323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級，我國對電廠的運行的穩(wěn)定性越來越高，但是在電廠機(jī)組運行中，循環(huán)水泵出口蝶閥往往出現(xiàn)這樣那樣的問題，導(dǎo)致出口蝶閥啟停不正常，影響機(jī)組凝汽器的正常運行，甚至出現(xiàn)跳機(jī)現(xiàn)象，對機(jī)組運行的安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。所以，改造天然氣機(jī)組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)成為電廠當(dāng)前的重要任務(wù)。

1 出口蝶閥控制系統(tǒng)中存在的問題

電廠的裝機(jī)容量為5×300MW，總共有9臺循環(huán)水泵，但是自從2013年2月以來，這些循環(huán)水泵出現(xiàn)不同程度的出口蝶閥啟停不正常的問題，有幾臺循環(huán)輸泵甚至出現(xiàn)了跳機(jī)現(xiàn)象，對于機(jī)組的正常運行構(gòu)成極大的威脅。所以，電廠決定對循環(huán)水泵的出口蝶閥進(jìn)行升級改造。循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)的是由南方的一家公司生產(chǎn)的，通過控制邏輯實現(xiàn)繼電器的控制，其主要存在的問題包括：

1.1 繼電器硬觸點出現(xiàn)松動、老化的問題，市場由于觸點的接觸不良而導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。由于控制系統(tǒng)的硬接線非常多，所以不容易查找故障的原因。

1.2 控制系統(tǒng)當(dāng)中的電位器、就地控制箱和形成開關(guān)等，位于地下潮濕的環(huán)境當(dāng)中，容易受到腐蝕和受潮，發(fā)生故障的概率比較高，經(jīng)常發(fā)生故障。

1.3 一次測量元件不準(zhǔn)確，出口蝶閥開度信號采用的是安裝在出口蝶閥轉(zhuǎn)軸上，通過可調(diào)動的電阻值的變化來反映蝶閥的開度，所以蝶閥的開關(guān)、蝶閥開到15°，等關(guān)鍵點的時候，都是采用的接觸式行程開關(guān)來進(jìn)行測量的。此外，控制郵箱采油壓采用行程開關(guān)進(jìn)行測量。但是由于一次元件測量的精度比較低，所以容易出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確等問題。

1.4 控制邏輯不完善?？刂葡到y(tǒng)原有的蝶閥全開為0°，全關(guān)為90°，但是閥位表表示的恰恰相反，進(jìn)而給人造成錯覺。當(dāng)出口蝶閥開到15°，而且循環(huán)水泵啟動失敗時，則蝶閥如果繼續(xù)全開，容易造成循環(huán)水的倒流，從而影響凝汽器的真空，造成機(jī)組出線跳閘等不良現(xiàn)象，影響機(jī)組的正常運行。

液控蝶閥啟停的相關(guān)邏輯：

條件：循環(huán)水泵停運，循環(huán)水泵聯(lián)鎖開關(guān)投入；控制邏輯為：控制室操作盤上開蝶閥——油泵啟動——蝶閥開啟——蝶閥開至15°——聯(lián)鎖啟動循環(huán)水泵——蝶閥逐漸全部打開。

條件：循環(huán)水泵運行，循環(huán)水泵聯(lián)鎖開關(guān)投入；控制邏輯：控制室操作盤上官蝶閥——泄油電磁閥帶電泄油——蝶閥——蝶閥關(guān)到15°——聯(lián)鎖循環(huán)水泵跳閘——蝶閥完全關(guān)閉。

條件：循環(huán)水泵停運，蝶閥聯(lián)鎖開關(guān)投入；控制邏輯：循環(huán)水泵啟動——聯(lián)鎖開啟蝶閥。

條件：循環(huán)水泵運行，蝶閥聯(lián)鎖開關(guān)投入；控制邏輯：循環(huán)水泵停運——聯(lián)鎖關(guān)閉蝶閥。

2 出口蝶閥控制系統(tǒng)改造方案

電廠天然氣機(jī)組出口蝶閥控制系統(tǒng)的改造，是使用PLC可編程控制器是實現(xiàn)對邏輯的控制，而且對控制邏輯加以完善，通過觸摸屏和旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn)對出口蝶閥的操作和顯示。而改造一次元件，則使用耐腐性和可靠性良好的一次元件。

2.1 該系統(tǒng)改造采用的是可編程控制器，型號為OMRONCQM1來實現(xiàn)對邏輯的控制，而控制邏輯使用軟件來實現(xiàn)編程，這種邏輯控制比較完善，可靠性比較強(qiáng)，從而優(yōu)化了線路。

2.2 取消用于顯示開度的顯示器，用高精度的數(shù)字旋轉(zhuǎn)編碼器作為顯示開度的一次元件。而為了確?？刂七壿嫷目煽啃?，應(yīng)增加三只接近開關(guān)，分別為蝶閥全關(guān)、蝶閥全開和蝶閥開到15°三個關(guān)鍵點，由這三個開關(guān)負(fù)責(zé)監(jiān)視。同時，把閥門實際開度和閥門指示的開度統(tǒng)一設(shè)置為90°，把閥位指示和閥門的實際開度調(diào)整到90°，閥全關(guān)為0°。

2.3 更換控制室盤上操作按鈕和閥門的指示功能，用觸摸屏實現(xiàn)顯示和操作功能。其中，觸摸屏的型號為NT32，可以接口與PLC相連接，顯示閥門的位置開度與機(jī)組設(shè)備的運行狀態(tài)，而且是實時顯示，并對操作進(jìn)行追索記憶，從而便于故障的分析。此外，觸摸屏還可實現(xiàn)“關(guān)”“停”“開”蝶閥的控制功能，最終可使閥門在任意位置上停留。

3 改造效果分析

電廠2013年對機(jī)組的循環(huán)水泵的出口蝶閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，出口蝶閥控制系統(tǒng)全部改造完成之后，控制系統(tǒng)的可靠性大幅提升，系統(tǒng)的故障率明顯下降。操作人員在啟動機(jī)組的循環(huán)水泵時，在檢查啟動條件，確認(rèn)啟動條件滿足時，在系統(tǒng)的操作盤上實現(xiàn)循環(huán)水泵和出口蝶閥的自動啟停，聯(lián)鎖功能正常，系統(tǒng)的運行安全可靠。在循環(huán)水泵出現(xiàn)跳閘之后，聯(lián)鎖出口蝶閥便實現(xiàn)了快速的自動關(guān)閉；在緊急的情況下，操作人員在操作盤上能夠通過蝶閥泄油按鈕進(jìn)行泄油，從而是出口蝶閥迅速關(guān)閉，從而杜絕了蝶閥無法關(guān)閉而出現(xiàn)的真空下降現(xiàn)象，使蝶閥迅速關(guān)閉。改造之后的出口蝶閥控制系統(tǒng)具有以下特點：

3.1 系統(tǒng)的運行的安全性和穩(wěn)定新增強(qiáng)。機(jī)組的正常運行實踐表明，經(jīng)過改造之后的9臺循環(huán)水泵蝶閥控制系統(tǒng)的故障率大大降低，改造之后從未出現(xiàn)因為出口蝶閥控制系統(tǒng)的故障而出現(xiàn)的系統(tǒng)啟停失敗狀況。所以，這也就在很大程度上減輕了操作人員的工作量和維修設(shè)備所用的時間。

3.2 PLC編程系統(tǒng)，軟件易于修改，而且具有很強(qiáng)的靈活性。

3.3 觸摸屏的操作非常方便，可以顯示出口蝶閥的開度、報警記錄和工藝流程等，具有很強(qiáng)的追憶功能，從而為事故的分析提供可靠的依據(jù)。

3.4 采用PLC系統(tǒng)與上位機(jī)通訊，能夠把循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)納入到DSC系統(tǒng)當(dāng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

結(jié)語

在電廠的設(shè)備當(dāng)中，循環(huán)水泵可以說是比較重要的，而循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)是否可靠，可直接影響天然氣機(jī)組凝汽器真空的建立，對機(jī)組是不是可以安全穩(wěn)定運行有著重要的影響，在一定程度上決定著機(jī)組的安全穩(wěn)定運行。隨著我國電力體制改革的進(jìn)行，電廠只有安全穩(wěn)定運行才能滿足機(jī)組運行的需要。在本文中，筆者結(jié)合自身的工作實際和所掌握的理論知識，并結(jié)合某電廠改造循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的實例，從出口蝶閥控制系統(tǒng)中存在的問題、出口蝶閥控制系統(tǒng)的改造方案和改造方案效果等幾個方面探究了天然氣機(jī)組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統(tǒng)的改造。

參考文獻(xiàn)

[1]劉愛民.提高循環(huán)水泵系統(tǒng)可靠性的策略[J].華北電力技術(shù)，2014（06）.