循環(huán)水泵出口蝶閥電氣回路及控制程序優(yōu)化

王志成，趙峰，張德本，黃錫宏

（深圳媽灣電力有限公司，廣東省 深圳市 518052）

0 引言

循環(huán)水泵及出口蝶閥是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備之一。循環(huán)水泵能否安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接影響循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而循環(huán)水泵出口蝶閥控制回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善與否對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定又起著決定性的作用[1-5]。

循環(huán)水泵出口蝶閥往往成套采購(gòu)，且蝶閥本身會(huì)自帶可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)控制系統(tǒng)，所以遠(yuǎn)程指令和就地操作均由PLC系統(tǒng)輸出。而實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，PLC系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性會(huì)造成蝶閥失去控制，如果液控蝶閥啟停不正常，將影響機(jī)組凝汽器真空甚至跳機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，因此出口蝶閥電氣及控制程序的優(yōu)化十分必要[6-11]。

本文針對(duì)循環(huán)水泵出口蝶閥實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在的不足，進(jìn)行電氣回路和控制程序的優(yōu)化調(diào)整，從而為循環(huán)水泵的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供一條可參考模式。

1 項(xiàng)目概況

某電廠3期機(jī)組為2×330MW的燃煤發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)循環(huán)水泵，每臺(tái)循環(huán)水泵出口設(shè)置了出口蝶閥，出口蝶閥原來(lái)的電氣回路與控制程序分別如圖1、圖2所示。

出口蝶閥的控制方式分為就地控制和遠(yuǎn)程控制。就地控制一般在設(shè)備檢修后調(diào)試使用，正常運(yùn)行時(shí)一般是采用遠(yuǎn)程控制。

在正常情況下，遠(yuǎn)程控制的開啟程序如下：1）蝶閥控制柜內(nèi)PLC接到開閥命令，則蝶閥開閥電磁閥帶電，蝶閥開始打開；2）當(dāng)?shù)y開到25°時(shí)，KA4繼電器動(dòng)作發(fā)出“蝶閥開至25°”的信號(hào)給熱工分布式控制系統(tǒng)(distributed control system，DCS)，聯(lián)鎖啟動(dòng)循環(huán)水泵；3）蝶閥繼續(xù)開閥至全開位置，PLC發(fā)出全開到位信號(hào)，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。

在正常情況下，遠(yuǎn)程控制的關(guān)閉程序如下：1）程序先發(fā)出關(guān)閥命令，當(dāng)?shù)y控制柜內(nèi) PLC接到關(guān)閥命令，則蝶閥關(guān)閥電磁閥帶電，蝶閥開始關(guān)閉；2）蝶閥關(guān)至 65°(開閥 25°)時(shí)，KA4繼電器動(dòng)作會(huì)發(fā)出“蝶閥關(guān)至 65°”的信號(hào)給熱工DCS，聯(lián)鎖停止循環(huán)水泵；3）蝶閥繼續(xù)關(guān)閥至全關(guān)位置，PLC發(fā)出全關(guān)到位信號(hào)。

圖1 循環(huán)水泵出口蝶閥電氣回路一Fig. 1 Electrical circuit 1 of outlet butterfly valve for circulating water pump

圖2 循環(huán)水泵出口蝶閥電氣回路二Fig. 2 Electrical circuit 2 of outlet butterfly valve for circulating water pump

2 電控系統(tǒng)存在的問題

電控系統(tǒng)存在的問題包括以下幾點(diǎn)：

1）出口蝶閥開至 25°和關(guān)至 65°的信號(hào)，僅可通過(guò)值班室監(jiān)控畫面獲取，運(yùn)行值班員在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法及時(shí)掌握設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

2）出口蝶閥在靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)試，即循環(huán)水泵6kV開關(guān)放在試驗(yàn)位置，循環(huán)水母管內(nèi)無(wú)水，此時(shí)進(jìn)行循環(huán)水泵與其出口蝶閥之間的聯(lián)鎖試驗(yàn)，控制起停沒有問題。但在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下調(diào)試時(shí)，程控發(fā)起啟動(dòng)循環(huán)水泵流程，會(huì)先發(fā)出開閥命令，當(dāng)?shù)y開至25°時(shí)，蝶閥就地控制箱會(huì)反饋“蝶閥開至25°”信號(hào)，熱工接收到此信號(hào)后，發(fā)出啟動(dòng)循環(huán)水泵命令，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)蝶閥不能夠按照預(yù)定程序繼續(xù)開閥，而是停留在25°位置，從而造成循環(huán)水泵已正常運(yùn)行，而出口蝶閥開度未到達(dá)設(shè)定位置。

3）原控制程序內(nèi)“開閥25°延時(shí)T38”與蝶閥開閥的速度在配合上存在問題，導(dǎo)致T38的常開接點(diǎn)已斷開；而“開閥 25° I1.1”常閉接點(diǎn)沒有恢復(fù)閉合，導(dǎo)致開閥無(wú)法繼續(xù)，造成PLC內(nèi)顯示蝶閥一直處于25°狀態(tài)。

3 電氣回路及控制程序優(yōu)化

3.1 電氣回路優(yōu)化

為保證運(yùn)行值班員能實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在電氣回路中增加開閥25°和關(guān)閥65°信號(hào)指示燈，并將其安裝在就地控制柜的柜門上。優(yōu)化后的出口蝶閥電氣回路如圖3所示。蝶閥已開閥至 25°和蝶閥已關(guān)閥至 65°時(shí)，指示燈 HL6亮，從而根據(jù)有效的指示，運(yùn)行值班員現(xiàn)場(chǎng)可判斷蝶閥在開、關(guān)的過(guò)程中所處的狀態(tài)。

圖3 優(yōu)化后的出口蝶閥電氣回路Fig. 3 Optimized electrical circuit of outlet butterfly valve

圖4 增加“蝶閥開至25°”邏輯Fig. 4 Added logic of “butterfly valve open to 25 degree”

圖5 增加“蝶閥關(guān)至65°”邏輯Fig. 5 Added logic of “butterfly valve close to 65 degree”

3.2 控制邏輯優(yōu)化

增加“蝶閥開至25°”和“蝶閥關(guān)至65°”的邏輯分別如圖4、圖5所示。

增加“蝶閥開至 25°時(shí)發(fā)出連鎖啟泵信號(hào)(Q0.4/KA4)”給熱工。在開閥到25°時(shí)，開閥25°信號(hào) I1.1帶電，I1.1常開接點(diǎn)接通，開閥 25°延時(shí)T38帶電3s后，T38常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開，同時(shí)開閥25°繼電器Q0.4也帶電，給熱工發(fā)出啟泵信號(hào)。

增加“關(guān)閥至 65°時(shí)連鎖停泵的信號(hào)(Q0.6/KA6)”給熱工。在關(guān)閥到 65°時(shí)，關(guān)閥 65°信號(hào)I1.1帶電，I1.1常開接點(diǎn)接通，關(guān)閥 65°計(jì)時(shí)器T41帶電，T41常閉接點(diǎn)延時(shí)3s斷開，同時(shí)關(guān)閥65°繼電器Q0.6也帶電，給熱工發(fā)出停泵信號(hào)。

3.3 開閥程序修改

在開閥程序中，增加T38常開接點(diǎn)，啟動(dòng)“開閥25°延時(shí)T51”時(shí)間繼電器(如圖6所示)時(shí)，T51線圈帶電，接點(diǎn)即刻轉(zhuǎn)換；線圈失電，接點(diǎn)延時(shí)3s轉(zhuǎn)換。T51動(dòng)作特性與T38不同，其常開接點(diǎn)并接在“程控開閥 I0.5”常開接點(diǎn)上。

圖6 增加“開閥25°延時(shí)T51”時(shí)間繼電器Fig. 6 Added time relay of "open valve 25 degree delay T51"

修改后的新開閥程序如圖7所示。

圖7 修改后的新開閥程序Fig. 7 New valve opening procedure

當(dāng)?shù)y開至 25°時(shí)，執(zhí)行過(guò)程不變。蝶閥轉(zhuǎn)動(dòng)離開 25°度位置，原程序(見圖 4)中，“開閥25°I1.1”常開接點(diǎn)已斷開，“開閥 25°度延時(shí) T38”繼電器線圈斷電，T38常開接點(diǎn)瞬時(shí)斷開，而I1.1常閉接點(diǎn)沒有及時(shí)閉合，致使開閥繼電器無(wú)法自保持而斷電，停止開閥。修改程序后(見圖6、7)，“開閥25°延時(shí)T38”繼電器線圈斷電，“開閥25°延時(shí)T51”常開接點(diǎn)仍然閉合，延時(shí)3s斷開，使得開閥回路接通。實(shí)際觀察可發(fā)現(xiàn)，此時(shí)間內(nèi)“開閥 25° I1.1”常閉接點(diǎn)可恢復(fù)閉合，蝶閥繼續(xù)開閥至全開位置。

4 結(jié)論

1）通過(guò)有針對(duì)性的控制程序邏輯優(yōu)化調(diào)整，蝶閥控制程序的功能得到有效的加強(qiáng)，保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而能夠保證設(shè)備的動(dòng)作更加安全可靠，有效地避免了因循環(huán)水泵出口蝶閥啟動(dòng)故障引起的重大事故發(fā)生。

2）通過(guò)改進(jìn)電氣回路，提高了運(yùn)行人員及現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的工作效率，有效避免了因操作不及時(shí)造成的事故發(fā)生。