聯(lián)合循環(huán)機(jī)組循環(huán)水泵出口液控蝶閥優(yōu)化

林建業(yè)

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362251）

0 引言

燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組以其啟動(dòng)快、調(diào)峰能力強(qiáng)的特點(diǎn)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。某電廠采用美國(guó)GE公司生產(chǎn)的MS109FA燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，汽輪機(jī)為GE公司生產(chǎn)的D10汽輪機(jī)，為三壓、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、（沖動(dòng)式無(wú)抽汽）純凝式機(jī)組。汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽，不設(shè)調(diào)節(jié)級(jí)。由于汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)同軸布置，燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)也跟隨一起轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速的提高，汽輪機(jī)鼓風(fēng)熱量增加，汽輪機(jī)需要引入輔助蒸汽，用于冷卻低壓通流部分。汽室抽真空系統(tǒng)的作用是清除汽輪機(jī)凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體。在汽輪機(jī)啟動(dòng)前以快速方式排除凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體；在運(yùn)行期間持續(xù)排出凝汽器中的空氣和非凝結(jié)氣體。循環(huán)水系統(tǒng)水源為臺(tái)灣海峽海水，采用擴(kuò)大單元制直流供水系統(tǒng)，即1臺(tái)機(jī)組配2臺(tái)循環(huán)水泵，一條供水壓力管和一條排水溝，每2臺(tái)機(jī)組供水壓力管之間設(shè)聯(lián)絡(luò)閥。循環(huán)水系統(tǒng)向聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的低壓缸排汽提供冷卻水，同時(shí)也為開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)提供冷卻水源，用于閉冷器的冷卻水。汽輪機(jī)排汽共有3臺(tái)真空變送器，在機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速＞300 r/min后，有任意2臺(tái)真空變送器的真空值＜MARK VI（以VME為基礎(chǔ)的SPEEDTRONIC燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)控制器，有Simplex（簡(jiǎn)化型）和TMR（三重冗余型）2種控制系統(tǒng)。配備了基于Windows NT的CIMPLICITY HMI和控制系統(tǒng)Toolbox）內(nèi)部邏輯設(shè)定的定值，將會(huì)觸發(fā)跳機(jī)以保證設(shè)備安全。當(dāng)循環(huán)水泵失電停運(yùn)時(shí)，循環(huán)水泵出口液控蝶閥自動(dòng)按調(diào)定好的程序先快關(guān)截?cái)啻蟛糠炙鳎鸬街够亻y的作用，然后慢關(guān)至全關(guān)，起到消除水錘危害、緩沖和截止的作用，具有水泵出口處閘閥和止回閥的功能。

1 循環(huán)水泵出口液控蝶閥工作原理

循環(huán)水泵出口液控蝶閥可單獨(dú)開(kāi)啟和關(guān)閉，也可和水泵聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制該蝶閥靠液壓驅(qū)動(dòng)，按下開(kāi)閥按鈕時(shí)，油泵電機(jī)啟動(dòng)，油泵排出壓力油，經(jīng)單向閥、節(jié)流閥及高壓油管進(jìn)入液壓缸，重錘隨液壓缸的動(dòng)作而慢慢升起，蝶閥隨之打開(kāi)；當(dāng)?shù)y開(kāi)啟至90°后即達(dá)到全開(kāi)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。按下關(guān)閥按鈕時(shí)，泄壓電磁閥得電卸掉液壓油，在重錘的勢(shì)能作用下，蝶閥開(kāi)始關(guān)閉。關(guān)閥時(shí)不需驅(qū)動(dòng)電源，不會(huì)發(fā)生無(wú)驅(qū)動(dòng)電源或者蝶閥意外故障使液壓系統(tǒng)失壓時(shí)蝶閥不能關(guān)閉的現(xiàn)象，可避免大量水體倒流、使管網(wǎng)系統(tǒng)失壓、損壞水泵事故的發(fā)生。此外，配有電動(dòng)和手動(dòng)2套系統(tǒng)，操縱閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。液控蝶閥具有電氣自動(dòng)控制的開(kāi)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)油壓力開(kāi)關(guān)、泵閥聯(lián)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)等。

2 循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計(jì)的弊端及優(yōu)化

由于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組大多為2班制調(diào)峰運(yùn)行，啟停頻繁，循環(huán)水泵出口液控蝶閥也跟著要頻繁開(kāi)關(guān)，再加上循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計(jì)存在的一些弊端，造成液控蝶閥故障率較高，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

2.1 行程開(kāi)關(guān)存在的問(wèn)題及優(yōu)化

循環(huán)水泵出口液控蝶閥全開(kāi)、全關(guān)行程開(kāi)關(guān)原采用的是機(jī)械式普通行程開(kāi)關(guān)，由于液控蝶閥工作環(huán)境較為潮濕，機(jī)械式普通行程開(kāi)關(guān)容易受潮生銹造成卡澀，在液控蝶閥開(kāi)關(guān)過(guò)程中曾發(fā)生多起因行程開(kāi)關(guān)無(wú)法正常反應(yīng)閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)閥失敗的事件，經(jīng)多方調(diào)研，了解到全封閉的接近開(kāi)關(guān)可靠性較好，反饋非常準(zhǔn)確，且由于是全封閉的，不容易受外部潮濕環(huán)境影響，通過(guò)將循環(huán)水泵出口液控蝶閥全開(kāi)、全關(guān)限位機(jī)械式普通行程開(kāi)關(guān)改為全封閉的接近開(kāi)關(guān)后，循環(huán)水泵出口液控蝶閥閥門(mén)各個(gè)主要位置的反饋準(zhǔn)確性和可靠性得到很大提高，從而提高了循環(huán)水泵啟泵成功率，大大提高了機(jī)組運(yùn)行安全性。

2.2 增加液壓油壓力變送器

循環(huán)水泵出口液控蝶閥液壓模塊出口原來(lái)只安裝一個(gè)壓力表，當(dāng)液控蝶閥開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常時(shí)，運(yùn)行人員要查看液壓油壓力時(shí)只能到現(xiàn)場(chǎng)查看，而循環(huán)水泵房遠(yuǎn)離集控室，從集控室到循環(huán)水泵房液控蝶閥閥門(mén)井，即便是坐電瓶車(chē)也要耗時(shí)近10 min，非常不方便，并且由于壓力信號(hào)沒(méi)有傳到DCS（Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)），也就沒(méi)有歷史趨勢(shì)可查，很不利于閥門(mén)出現(xiàn)異常時(shí)的技術(shù)分析，鑒于以上所述原因，在液控蝶閥液壓模塊出口通過(guò)三通增加1個(gè)壓力變送器，并將壓力信號(hào)加入DCS的歷史站，這樣就便于遠(yuǎn)程查看液壓油壓力及調(diào)取歷史趨勢(shì)進(jìn)行技術(shù)分析。

2.3 循環(huán)水泵出口液控蝶閥邏輯優(yōu)化

取消循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)至15°就地行程開(kāi)關(guān)，改成循環(huán)水泵出口液控蝶閥閥位模擬量信號(hào)送至DCS進(jìn)行循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)至15°信號(hào)判斷，通過(guò)DCS邏輯高、低判斷確定循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)至15°信號(hào)動(dòng)作值的閥位區(qū)間，減少原15°就地行程開(kāi)關(guān)故障率較高問(wèn)題；為防止關(guān)閥過(guò)程中出現(xiàn)中停情況，特在循環(huán)水泵出口液控蝶閥中停信號(hào)脈沖前加RS觸發(fā)器，由循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)至15°置1，自動(dòng)關(guān)至0。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥原設(shè)計(jì)邏輯中，“循泵液控蝶閥開(kāi)至15°”綜合信號(hào)在遠(yuǎn)程手動(dòng)狀態(tài)時(shí)對(duì)蝶閥開(kāi)、關(guān)指令形成閉鎖，造成液控蝶閥在手動(dòng)狀態(tài)下無(wú)法正常開(kāi)關(guān)，存在手動(dòng)試驗(yàn)液控蝶閥時(shí)，出現(xiàn)中停在25°的問(wèn)題，為解決此問(wèn)題，在循環(huán)水泵液控蝶閥“循泵液控蝶閥開(kāi)至15°”綜合信號(hào)判斷條件中新增“與”邏輯判斷條件：液控蝶閥在遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)此邏輯優(yōu)化，液控蝶閥在遠(yuǎn)程手動(dòng)狀態(tài)下不再會(huì)發(fā)出“循泵液控蝶閥開(kāi)至15°”綜合信號(hào)，即達(dá)到在手動(dòng)試驗(yàn)循環(huán)水泵出口液控蝶閥時(shí)，能正常開(kāi)關(guān)液控蝶閥。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥原泵閥聯(lián)控設(shè)計(jì)邏輯中，在循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)啟至15°，循環(huán)水泵啟動(dòng)正常后，如發(fā)生循環(huán)水泵跳閘，液控蝶閥仍繼續(xù)開(kāi)啟至全開(kāi)位置后，再關(guān)閉。為防止循泵跳閘后，可能因液控蝶閥關(guān)閉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成循環(huán)水母管失壓。改為在循環(huán)水泵跳閘后，液控蝶閥馬上關(guān)閉。另外，還有一處不完善的邏輯為運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)，在循環(huán)水泵出口液控蝶閥開(kāi)啟至15°后備用的循環(huán)水泵合閘指令發(fā)出。為防止運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘后，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)，循環(huán)水母管壓力恢復(fù)時(shí)間可能過(guò)長(zhǎng)，改為運(yùn)行的循環(huán)水泵故障跳閘，備用的循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)，采用液控蝶閥離開(kāi)閥門(mén)關(guān)位延時(shí)1 s后備用的循環(huán)水泵電機(jī)合閘指令發(fā)出。

在循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制邏輯中，增加循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全關(guān)至全開(kāi)時(shí)間＞25 s報(bào)警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全開(kāi)至全關(guān)，時(shí)間＞15 s報(bào)警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥從全關(guān)至15°，時(shí)間＞15 s報(bào)警，循環(huán)水泵出口液控蝶閥油泵打壓時(shí)間間隔＜1 h報(bào)警，并在DCS畫(huà)面上顯示以上時(shí)間，相關(guān)點(diǎn)加入DCS的歷史站，便于運(yùn)行人員查看，及發(fā)現(xiàn)異常時(shí)提前通知檢修人員對(duì)循環(huán)水泵液控蝶閥進(jìn)行檢查維護(hù)。

3 總結(jié)

結(jié)合電廠燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況，針對(duì)循環(huán)水泵出口液控蝶閥運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，敢于突破設(shè)備廠家的原有設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵出口液控蝶閥進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備改造及控制邏輯優(yōu)化，使循環(huán)水泵出口液控蝶閥故障率大大減少，提高了液控蝶閥的運(yùn)行安全可靠性，循環(huán)水泵啟動(dòng)成功率得到很大提高，確保機(jī)組運(yùn)行安全。