淺談某9FA 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組循環(huán)水泵液控蝶閥升級改造路徑

郭澤鋒

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建 晉江 362251）

福建某燃?xì)怆姀S擁有4×350MW 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的發(fā)電機(jī)組，設(shè)備采用GE 公司的PG9351FA 型燃?xì)廨啓C(jī)、D10 型蒸汽輪機(jī)和390H 型的發(fā)電機(jī)，且為單軸室內(nèi)布置，余熱鍋爐采用杭州鍋爐廠的NG-901FA-R 型自然循環(huán)臥式鍋爐，室外布置。燃機(jī)、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)由GE 的MARK VI 系統(tǒng)控制，余熱鍋爐由美國西屋公司的分散控制系統(tǒng)控制。MARK VI 系統(tǒng)控制與DCS 控制系統(tǒng)通過通信接口實(shí)現(xiàn)對整套機(jī)組的監(jiān)控。8 臺(tái)循環(huán)水泵的液控蝶閥由邵陽維克液壓有限公司提供型號(hào)為YZ-8900 液控蝶閥。

1 循環(huán)水泵液控蝶閥控制原理及作用

（1）循泵液控蝶閥作用。某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥由遠(yuǎn)程DCS 和就地PLC 共同控制。液控蝶閥可單獨(dú)啟停，也可和循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟停，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。液控蝶閥開啟主要靠液壓驅(qū)動(dòng)，液控蝶閥開啟時(shí)由液壓油泵電機(jī)提供油動(dòng)力，當(dāng)循環(huán)水泵失電停運(yùn)時(shí)，控蝶閥關(guān)閉時(shí)靠升起的重錘提供動(dòng)力，由液控蝶閥PLC 程序里自動(dòng)按設(shè)定好的程序先快關(guān)過程截?cái)啻蟛糠炙?，防止倒流，然后慢關(guān)至全關(guān)，慢關(guān)過程起到緩沖和截止的作用，消除水錘對閥門的危害。

（2）循泵液控蝶閥控制原理。液控蝶閥能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，蝶閥靠液壓油系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，按下開閥按鈕時(shí)，油泵電機(jī)啟動(dòng)，蝶閥重錘隨液壓油壓上升而慢慢升起，蝶閥慢慢打開；當(dāng)?shù)y開至全開后，油泵電機(jī)停止運(yùn)行。關(guān)閥過程中，電磁閥1YV 得電，在重錘重力作用下，蝶閥開始關(guān)閉。蝶閥有電動(dòng)和手動(dòng)兩套系統(tǒng)用用于閥門的開啟和關(guān)閉。該蝶閥具有電氣自動(dòng)控制的開關(guān)閥系統(tǒng)、泵閥聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)補(bǔ)油行程開關(guān)、泵閥聯(lián)動(dòng)行程開關(guān)等。

2 循環(huán)水泵液控蝶閥出現(xiàn)的問題

某燃?xì)怆姀S投產(chǎn)至今以來，出現(xiàn)過許多的故障問題，現(xiàn)將循環(huán)水泵及液控蝶閥的故障情況總結(jié)如下。

（1）循環(huán)水泵液控蝶閥油泵由油壓壓力開關(guān)高低值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制啟停，曾出現(xiàn)過壓力開關(guān)設(shè)定值偏移，油泵壓力建立不起來，油泵壓力開關(guān)的可靠性差以及循環(huán)水泵在開泵或液控蝶閥開閥門的過程中時(shí)間過長導(dǎo)致開失敗，以至于啟泵失敗。

（2）因循環(huán)水泵液控蝶閥在正常啟停的過程中常出現(xiàn)

卡澀或開啟緩慢的開失敗現(xiàn)象，使得循環(huán)水泵在泵閥聯(lián)啟的過程中出現(xiàn)失敗的情況。

（3）循環(huán)水泵液控蝶閥DCS 邏輯中的15°位置信號(hào)，該信號(hào)由就地15°閥位位置行程開關(guān)信號(hào)動(dòng)作觸法產(chǎn)生，用于參與液控蝶閥和循環(huán)水泵的啟?？刂啤Ｒ嚎氐y在閥門井中運(yùn)行環(huán)境較潮濕，蝶閥閥位在15°閥位位置行程開關(guān)信號(hào)因安裝位置動(dòng)作點(diǎn)比較難調(diào)整、行程開關(guān)的故障率較高等原因，出現(xiàn)多次因15°位置信號(hào)異常導(dǎo)致循環(huán)水泵及液控蝶閥的啟動(dòng)失敗。

（4）循環(huán)水泵液控蝶閥模擬量閥位出現(xiàn)不準(zhǔn)和波動(dòng)現(xiàn)象，使得機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)液控蝶閥閥位波動(dòng)觸發(fā)關(guān)閥邏輯信號(hào)。某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥故障情況遠(yuǎn)不止出現(xiàn)上述情況，因此，該電廠通過到其他發(fā)電公司調(diào)研工作，電話溝通等其他方式，確定并提出循環(huán)水泵液控蝶閥升級改造工作。

3 循環(huán)水泵液控蝶閥升級改造

某燃?xì)怆姀S循環(huán)水泵液控蝶閥升級改造工作主要針對液控蝶閥的液壓系統(tǒng)和重錘。液壓系統(tǒng)能夠迅速的開關(guān)蝶閥，然而在液壓系統(tǒng)失效時(shí)，蝶閥能夠依靠重錘的重力作用管不液控蝶閥。在遠(yuǎn)程DCS 控制系統(tǒng)中只是做了相應(yīng)的微調(diào)，液控蝶閥PLC 邏輯的IO 輸入輸出沒有很大的變化。新的重錘式液壓控制裝置采用室內(nèi)安裝的分體式布局，下面將分幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

3.1 系統(tǒng)組成及功能說明

循環(huán)水泵蝶閥液控裝置由液壓泵站、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)三部分組成。

（1）液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的液壓站由油箱、吸油過濾器、泵組、蓄能器、控制閥組和管路附件組成。油箱最大容積150L。新設(shè)備一次加油量約為120L。油箱安裝液位計(jì)、液位開關(guān)和空氣濾清器，用來監(jiān)視油箱液壓油的使用情況。泵組及控制閥組安裝固定在油箱蓋板上，泵組配備高壓齒輪泵，齒輪泵最大工作壓力達(dá)28MPa，流量9ml/r，泵組的最高工作壓力必須低于20MPa。在實(shí)際使用工作時(shí)，溢流閥壓力不得調(diào)至高于17MPa，以免電機(jī)過載損壞。在齒輪泵上安裝吸油過濾器可以避免大顆粒污染物損壞液壓元件。蓄能器安裝在液壓站邊上，兩個(gè)高低油壓繼電器用來控制蓄能器的補(bǔ)油，壓力繼電器的高限設(shè)定在16MPa、壓力繼電器的低限設(shè)定在13MPa，蓄能器的充氣壓力為6MPa。

（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由支架、油缸、重錘、擺臂、閥位檢測等部件組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與蝶閥總裝時(shí)，將擺臂與轉(zhuǎn)軸鍵槽位置對好呈垂直狀態(tài)裝配鍵條，此時(shí)閥位指針應(yīng)指示到0 刻度為關(guān)閥位置；如果關(guān)閥位置時(shí)指針不在0 刻度，應(yīng)松開指針鎖緊螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)指針與0 刻度重合后鎖緊螺栓。

（3）液控蝶閥電控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用2 路380V/220V，50Hz 供電，控制電源為DC24V，蓄電池電源作為后備電源。當(dāng)雙電源切換時(shí)，換路時(shí)間約為1S，無法滿足PLC 的持續(xù)供電要求，蓄電池可以當(dāng)成后備電源，持續(xù)供電，防止PLC 重啟。現(xiàn)場事故停電時(shí)，可以按預(yù)定程序完成關(guān)閥。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)本地控制和遠(yuǎn)程控制，兩種控制方式都可以實(shí)現(xiàn)閥門的開啟、關(guān)閉及游動(dòng)的控制。

3.2 液控蝶閥就地面板按鈕指示燈說明

蝶閥就地面板按鈕指示，針對對比較重要的進(jìn)行闡述，電機(jī)過載：當(dāng)閥組上的安全閥及高限壓力繼電器設(shè)定壓力過高，造成油泵工作壓力超過21MPa，電動(dòng)機(jī)就可能過載，造成電機(jī)熱繼電器跳閘，跳閘后此指示燈亮。要恢復(fù)正常工作必須人工對電控箱內(nèi)的熱繼電器復(fù)位。故障指示：液控裝置出現(xiàn)油位過低、電機(jī)過載、失電故障時(shí)，此指示燈亮。游動(dòng)指示：蝶閥在游動(dòng)運(yùn)行時(shí)，此指示燈亮，游動(dòng)結(jié)束時(shí)，此指示燈滅。游動(dòng)：在蝶閥處于全開位置時(shí)，按下“游動(dòng)”按鈕，蝶閥即在90 ～75 度之間來回?cái)[動(dòng)三次，作游動(dòng)動(dòng)作。游動(dòng)結(jié)束時(shí)，繼續(xù)保持在全開90 度位置。開控制電源，關(guān)：轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)，用于控制電氣控制系統(tǒng)的控制電源，正常工作時(shí)應(yīng)把此開關(guān)轉(zhuǎn)至“開”位置。停機(jī)檢修時(shí)把此開關(guān)轉(zhuǎn)至“關(guān)”位置。本地解除遠(yuǎn)程：用于選擇電氣控制系統(tǒng)的操作模式，一般設(shè)備調(diào)試時(shí)，應(yīng)把此開關(guān)轉(zhuǎn)至“本地”位置，此時(shí)用電控箱面板上的“游動(dòng)”、“開閥”、“停止”及“關(guān)閥”按鈕來控制蝶閥的動(dòng)作；設(shè)備正常工作時(shí)，應(yīng)把此開關(guān)轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程”位置，此時(shí)中控室的“游動(dòng)”、“開閥”、“停止”及“關(guān)閥”按鈕來控制蝶閥的動(dòng)作。把此開關(guān)轉(zhuǎn)至“解除”位置時(shí)，電控箱面板及中控室均不能控制蝶閥的動(dòng)作。

3.3 液控蝶閥裝置操作說明

蝶閥的電氣控制系統(tǒng)都配有就地控制回路和遠(yuǎn)方聯(lián)動(dòng)控制回路。就地控制回路主要針對現(xiàn)場調(diào)試工作，蝶閥的正常工作一般使用遠(yuǎn)程的控制回路。

（1）自動(dòng)保壓。送上控制箱里的空氣開關(guān)，油泵電源和控制的不間斷電源接通，控制面板上的“控制電源”指示燈將亮起；同時(shí)把“開 控制電源 關(guān)”切換開關(guān)切換到“開”位置，自動(dòng)保壓單元根據(jù)設(shè)定程序?qū)⒆詣?dòng)啟動(dòng)，此時(shí)如果系統(tǒng)蓄能器的壓力低于低限壓力繼電器的設(shè)定值，油泵自動(dòng)開機(jī)給系統(tǒng)蓄能器充壓，電控箱面板上的“油泵電源”指示燈亮。當(dāng)系統(tǒng)壓力上升至高限壓力繼電器設(shè)定值時(shí)，油泵停止給蓄能器充壓，電控箱面板上的“油泵電源”指示燈滅。無論在“本地”或“遠(yuǎn)程”、“開閥”、“停止”“游動(dòng)”或“關(guān)閥”狀態(tài)，保壓功能均有效。蓄能器存儲(chǔ)的能源足夠在電源出現(xiàn)故障，油泵不能啟動(dòng)的情況下，一次全程的開閥或關(guān)閥。把“控制電源”轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到“關(guān)”位置，控制電源被切斷，電源指示燈滅，電氣控制系統(tǒng)停止工作，并解除自動(dòng)保壓功能。

（2）本地控制。把“本地-解除-遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到“本地”位置。①液控蝶閥開閥。在就地控制箱的操作按鈕按開閥，蝶閥開始建立油壓，閥門打開，閥門按照PLC程序設(shè)定的程序開閥，閥門到達(dá)全開位置是，全開指示燈亮，開閥指示燈熄滅。如果在調(diào)試過程中需要控制蝶閥在半開狀態(tài)，可以按控制箱上的“停止”按鈕來中斷開閥。②液控蝶閥關(guān)閥。在就地控制箱的操作按鈕按關(guān)閥，液壓油系統(tǒng)的卸油電磁閥得電，閥門按照PLC 程序設(shè)定的程序關(guān)閥，閥門到達(dá)全關(guān)位置是，全關(guān)指示燈亮，關(guān)閥指示燈熄滅。如果在調(diào)試過程中需要控制蝶閥在半開狀態(tài)，可以按控制箱上的“停止”按鈕來中斷關(guān)閥。③液控蝶閥停止。當(dāng)液控蝶閥在開關(guān)的過程中，按下就地控制箱的停閥按鈕，蝶閥則停留在當(dāng)前位置?？礻P(guān)過程中應(yīng)避免使用此功能，以免對液壓系統(tǒng)形成沖擊。

（3）遠(yuǎn)程控制。把“本地- 解除-遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到“遠(yuǎn)程”位置。①液控蝶閥開閥。先啟循泵、后開蝶閥：在DCS 畫面上點(diǎn)擊啟動(dòng)循泵，DCS 邏輯發(fā)出一定脈沖信號(hào)，DCS 控制系統(tǒng)發(fā)送開閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置，蝶閥得到啟動(dòng)信號(hào)后就建立油壓。如果要蝶閥和循泵同時(shí)啟動(dòng)，可以將延遲預(yù)定時(shí)間調(diào)定為零。先開蝶閥、而后啟循泵：在DCS控制系統(tǒng)發(fā)送開閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置，蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)開啟。當(dāng)閥門開啟到預(yù)定角度(15 度可調(diào)) 時(shí)，本蝶閥液控裝置返回預(yù)定角度(15 度可調(diào)) 信號(hào)至DCS 控制系統(tǒng)，DCS 控制系統(tǒng)邏輯動(dòng)作，觸發(fā)啟動(dòng)循環(huán)水泵。DCS 控制系統(tǒng)可一同發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)到蝶閥跟循泵，起到同時(shí)啟動(dòng)蝶閥跟循泵的作用。②液控蝶閥關(guān)閥。循泵和蝶閥同時(shí)關(guān)閉：在DCS 控制系統(tǒng)同時(shí)發(fā)送關(guān)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置，發(fā)送停止水泵信號(hào)，蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)循環(huán)水泵停機(jī)。先關(guān)閥，后停泵：在DCS 控制系統(tǒng)發(fā)送關(guān)閥信號(hào)至本蝶閥液控裝置，蝶閥按預(yù)定程序自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)閥門關(guān)閉到預(yù)定角度(75 度可調(diào)) 時(shí)，本蝶閥液控裝置返回預(yù)定角度(75 度可調(diào))信號(hào)至中控室，DCS 控制系統(tǒng)停止循環(huán)水泵。DCS 控制系統(tǒng)可同時(shí)發(fā)送關(guān)閥和停止水泵信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)泵閥同時(shí)停止及關(guān)閉。

（4）油壓調(diào)整方法。液壓油站的壓力高低控制通過壓力繼電器來實(shí)現(xiàn)，通過現(xiàn)場查找出高低油壓繼電器的準(zhǔn)確位置，旋轉(zhuǎn)壓力繼電器的調(diào)整螺釘，向左旋，調(diào)整壓力低限，向右旋，調(diào)整壓力高限。

4 結(jié)語

某燃?xì)怆姀S是調(diào)峰運(yùn)行的機(jī)組，機(jī)組啟停相對來說比較頻繁，在啟動(dòng)停機(jī)的過程中對各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出了很高的要求。通過本次對循環(huán)水泵液控蝶閥的升級改造工作，提高液壓系統(tǒng)的保壓工作，使得液控蝶閥在開關(guān)過程能夠做出迅速反應(yīng)。同時(shí)，在遠(yuǎn)程DCS 增加液控蝶閥參數(shù)的歷史點(diǎn)，通過歷史數(shù)據(jù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的情況，利用DCS歷史數(shù)據(jù)來分析設(shè)備的劣化趨勢，準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)且合理安排檢修計(jì)劃。本次升級改造順利完成，對機(jī)組循環(huán)水泵整體啟停提供可靠的保障，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。