燃煤機(jī)組循環(huán)水泵組順控邏輯分析與優(yōu)化

李忠武，李文杰

(浙江浙能臺(tái)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 臺(tái)州 317100)

0 引言

某1 050 MW燃煤機(jī)組共有三臺(tái)循環(huán)水泵(以下簡稱“循泵”)，用于向凝汽器輸送冷卻水，冷凝汽輪機(jī)排汽。單臺(tái)循泵配置兩臺(tái)循泵軸承潤滑水泵，兩臺(tái)水泵互為備用，循泵運(yùn)行時(shí)，單臺(tái)水泵運(yùn)行即可。每臺(tái)循泵出口管路安裝一個(gè)液控蝶閥，并單獨(dú)設(shè)置液壓油站。循泵正常投運(yùn)時(shí)，循泵出口液控蝶閥(以下簡稱“循泵出口閥”)處于全開狀態(tài)。循泵出口閥安裝一個(gè)模擬量閥位傳感器，用以顯示閥門狀態(tài)，同時(shí)在循泵出口閥0%、15%、100%閥位處各安裝一個(gè)機(jī)械行程開關(guān)，當(dāng)循泵出口閥閥位分別至0%、15%、100%時(shí)，觸發(fā)循泵出口閥全關(guān)、15%到位以及全開三種信號(hào)。

包括循泵、循泵軸承潤滑水泵、循泵出口閥在內(nèi)的循泵組設(shè)計(jì)自動(dòng)啟、停順控邏輯。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員通過操作循泵組順控啟、停按鈕即可實(shí)現(xiàn)循泵組自動(dòng)啟、停功能。此種控制方式在減輕運(yùn)行人員操作量的同時(shí)，也可以有效防止運(yùn)行人員出現(xiàn)誤操作。

本文基于循泵組某次順控組自動(dòng)停順控執(zhí)行過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，對(duì)順控反饋信號(hào)選取以及邏輯組態(tài)等方面內(nèi)容進(jìn)行探討分析，并提出優(yōu)化措施，確保順控邏輯正常執(zhí)行。

1 循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序

循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序由四步組成，具體步序內(nèi)容如表1所示。

表1 循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序

2 循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控異?，F(xiàn)象

2.1 異常現(xiàn)象分析

某次順控停運(yùn)B循泵組時(shí)，B循泵出口閥自動(dòng)關(guān)至15%，B循泵停運(yùn)，B循泵軸承潤滑水泵A停運(yùn)(B循泵運(yùn)行時(shí)，B循泵軸承潤滑水泵A運(yùn)行，B循泵軸承潤滑水泵B備用)。但當(dāng)執(zhí)行至順控停運(yùn)步序第四步時(shí)，B循泵出口閥未能自動(dòng)關(guān)閉。最終由運(yùn)行人員手動(dòng)關(guān)閉B循泵出口閥。

根據(jù)上述異常現(xiàn)象，檢查分析B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控邏輯中相關(guān)信號(hào)，具體情況如下：

1)順控停運(yùn)第一步：“B循泵組順控停第一步指令(關(guān)B循泵出口閥)”信號(hào)置“1”，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)變?yōu)椤?”，B循泵出口閥開始關(guān)閉。當(dāng)“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)由“0”變?yōu)椤?”時(shí)，觸發(fā)3秒脈沖信號(hào)，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”，B循泵出口閥停止關(guān)閉。

2)順控停運(yùn)第二步：“B循泵組順控停第二步指令(停運(yùn)B循泵)”信號(hào)置“1”，B循泵停運(yùn)，“B循泵分閘狀態(tài)”由“0”變?yōu)椤?”。

3)順控停運(yùn)第三步：“B循泵組順控停第三步指令(停運(yùn)B循泵軸承潤滑水泵)”信號(hào)置“1”，停運(yùn)B循泵軸承潤滑水泵A。

4)順控停運(yùn)第四步：“B循泵組順控停第四步指令(關(guān)B循泵出口閥)”信號(hào)置“1”，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)變?yōu)椤?”，B循泵出口閥開始繼續(xù)關(guān)閉。但由于B循泵出口閥關(guān)閉過程中，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”，B循泵出口閥停止執(zhí)行關(guān)閉步序。

最終，由運(yùn)行人員手動(dòng)關(guān)閉B循泵出口閥。

B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行情況歷史曲線如圖1所示。

圖1 B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行情況

因此，本次B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控未能正常執(zhí)行的主要原因是當(dāng)順控執(zhí)行至第四步時(shí)，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”異常變?yōu)椤?”，導(dǎo)致B循泵出口閥停止執(zhí)行繼續(xù)關(guān)閉步序。

2.2 邏輯檢查情況

根據(jù)B循泵出口閥聯(lián)鎖邏輯，分析查找能夠觸發(fā)B循泵出口閥“聯(lián)鎖停”或“自動(dòng)?！?，同時(shí)將“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”的信號(hào)。

2.2.1 “聯(lián)鎖?！毙盘?hào)分析

1)“B循泵出口閥全開表征”信號(hào)(“B循泵出口閥全開”與“B循泵出口閥模擬量反饋”大于90%兩個(gè)條件同時(shí)滿足)置1。由于此時(shí)B循泵出口閥開度處于中間位置(約15%開度)，因此該信號(hào)不會(huì)變?yōu)椤?”。

2)“B循泵出口閥全關(guān)表征”信號(hào)(“B循泵出口閥全關(guān)”與“B循泵出口閥模擬量反饋”小于5%兩個(gè)條件同時(shí)滿足)置1。由于此時(shí)B循泵出口閥開度處于中間位置(約15%開度)，因此該信號(hào)不會(huì)變?yōu)椤?”。

3)“B循泵出口閥油缸補(bǔ)壓完成”信號(hào)(該信號(hào)觸發(fā)條件至少包括以下內(nèi)容：“B循泵出口閥全開”或者“B循泵出口閥全關(guān)”兩個(gè)條件任一滿足)置1。由于此時(shí)B循泵出口閥開度處于中間位置(約15%開度)，因此該信號(hào)不會(huì)變?yōu)椤?”。

4)“B循泵跳閘”信號(hào)置1。分析B循泵跳閘條件如下(任一條件滿足時(shí)，B循泵跳閘)：(1)B循泵運(yùn)行60 s且B循泵出口閥關(guān)；(2)B循泵運(yùn)行且B循泵出口閥模擬量閥位反饋小于75%，延時(shí)32 min；(3)B循泵電機(jī)溫度高保護(hù)。綜合分析上述三個(gè)跳閘條件，均不滿足。因此排除由于“B循泵跳閘”信號(hào)觸發(fā)，造成B循泵出口閥“聯(lián)鎖?！毙盘?hào)置“1”的可能。

2.2.2 “自動(dòng)?！毙盘?hào)分析

“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)置1。檢查“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)來源，該信號(hào)由B循泵出口閥15%閥位處行程開關(guān)觸發(fā)。由于順控停運(yùn)第一步執(zhí)行時(shí)，B循泵出口閥自動(dòng)關(guān)至15%開度，該信號(hào)變?yōu)椤?”。當(dāng)順控停運(yùn)第四步執(zhí)行時(shí)，要使“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”，則“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)必須出現(xiàn)由“0”變?yōu)椤?”的改變。但是檢查歷史曲線發(fā)現(xiàn)，“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)僅在順控停運(yùn)第一步執(zhí)行結(jié)束時(shí)由“0”變?yōu)椤?”。

2.3 原因分析

觀察歷史曲線，當(dāng)B循泵停運(yùn)時(shí)，B循泵出口閥閥位模擬量反饋由12%變化為14%(由于B循泵出口閥閥位模擬量反饋存在非線性誤差，B循泵出口閥閥位模擬量反饋值與其行程開關(guān)反饋信號(hào)之間存在一定偏差)。因此，推斷當(dāng)B循泵停運(yùn)時(shí)，由于系統(tǒng)擾動(dòng)原因，B循泵出口閥向全開的方向發(fā)生一個(gè)極小開度變化，其15%行程開關(guān)反饋信號(hào)消失(由于信號(hào)消失時(shí)間極短，小于DCS系統(tǒng)歷史站數(shù)據(jù)采集的1 s死區(qū)，因此未能在歷史曲線中記錄)，“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”。當(dāng)自動(dòng)停運(yùn)順控步序執(zhí)行至第四步時(shí)，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)變?yōu)椤?”，B循泵出口閥開始繼續(xù)關(guān)閉，其15%行程開關(guān)信號(hào)再次觸發(fā)，“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)由“0”變?yōu)椤?”。因此，“關(guān)B循泵出口閥”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”，B循泵出口閥停止關(guān)閉。

3 循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控分析

圖2 A循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序執(zhí)行情況(歷史)

查閱其它時(shí)間段內(nèi)A、B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序執(zhí)行情況，歷史曲線如圖2、圖3所示。

圖3 B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序執(zhí)行情況(歷史)

結(jié)合歷史曲線進(jìn)行比較分析，可以得出如下結(jié)論：

1)觀察圖2所示A循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行情況，當(dāng)A循泵停運(yùn)時(shí)，A循泵出口閥閥位模擬量反饋穩(wěn)定，未發(fā)生小幅度開度變化。結(jié)合機(jī)組多個(gè)不同運(yùn)行工況，分析A、C循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行情況，也均未發(fā)現(xiàn)上述類似現(xiàn)象。因此，如圖1所示B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行過程中，由于系統(tǒng)擾動(dòng)造成B循泵出口閥開度小幅度變化的情況并非普遍存在于每臺(tái)循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行過程中。

2)觀察圖3所示B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行情況，當(dāng)B循泵停運(yùn)時(shí)，B循泵出口閥閥位模擬量也發(fā)生了小幅度開度變化。但是，由于當(dāng)時(shí)B循泵出口閥閥位模擬量反饋由13%變化為14%，其15%行程開關(guān)反饋信號(hào)并未消失，因此B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控步序能夠按照既定步序執(zhí)行。

通過上述橫向及縱向數(shù)據(jù)分析，可以得出：循泵組停運(yùn)過程中，出現(xiàn)循泵出口閥開度小幅度變化現(xiàn)象為B循泵出口閥特有。同時(shí)，這種由于系統(tǒng)擾動(dòng)帶來的循泵出口閥開度變化現(xiàn)象并不會(huì)必然使B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控邏輯在執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，存在偶然性。

4 預(yù)防措施及驗(yàn)證情況

4.1 預(yù)防措施

為避免B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控執(zhí)行過程中出現(xiàn)上述偶然性異?，F(xiàn)象，針對(duì)相關(guān)邏輯進(jìn)行以下優(yōu)化：

在觸發(fā)B循泵出口閥“自動(dòng)?！钡摹癇循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)后增加一個(gè)“下降沿延時(shí)”模塊。優(yōu)化后的邏輯即變?yōu)椋骸癇循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)經(jīng)“下降沿延時(shí)”模塊判斷后，再觸發(fā)3 s的B循泵出口閥“自動(dòng)?！泵}沖信號(hào)。

當(dāng)B循泵自動(dòng)停運(yùn)順控第一步執(zhí)行結(jié)束時(shí)，“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)由“0”變?yōu)椤?”，此時(shí)立即觸發(fā)B循泵出口閥“自動(dòng)?！泵}沖信號(hào)，B循泵出口閥停止關(guān)閉。即使在B循泵組后續(xù)停運(yùn)過程中，B循泵出口閥開度發(fā)生小幅度變化，“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)由“1”變?yōu)椤?”，但是由于“B循泵出口閥關(guān)至15%”信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)間在“下降沿延時(shí)”模塊延時(shí)時(shí)間范圍內(nèi)，經(jīng)下降沿延時(shí)模塊判斷輸出的B循泵出口閥“自動(dòng)?！毙盘?hào)不會(huì)立即發(fā)生信號(hào)翻轉(zhuǎn)，B循泵出口閥“自動(dòng)?！泵}沖信號(hào)也不會(huì)因?yàn)椤癇循泵組順控停第四步指令(關(guān)B循泵出口閥)”信號(hào)置“1”而重復(fù)觸發(fā)。

4.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

完成邏輯優(yōu)化，運(yùn)行人員再次執(zhí)行B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控邏輯，B循泵組能夠按照既定的四個(gè)步序正常停運(yùn)。

通過較長時(shí)間對(duì)B循泵組實(shí)際運(yùn)行情況的觀察，B循泵組自動(dòng)停運(yùn)順控邏輯執(zhí)行過程中再無發(fā)生因上述原因引起的異常執(zhí)行問題。

5 結(jié) 論

通過循泵組順控邏輯探討與分析，針對(duì)性地提出優(yōu)化措施，通過對(duì)順控反饋信號(hào)的處理，避免出現(xiàn)由于系統(tǒng)擾動(dòng)造成反饋信號(hào)的重復(fù)觸發(fā)，保證循泵組順控邏輯正常執(zhí)行。為順控邏輯反饋信號(hào)選取，尤其針對(duì)單點(diǎn)反饋信號(hào)的判斷邏輯優(yōu)化提供了參考意見。