330MW機組循環(huán)水泵液控蝶閥DCS控制一體化優(yōu)化研究

王宏偉，焦鵬程

（國能駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000）

循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是火電機組重要的輔機系統(tǒng)，在機組實際運行工況下，如果循環(huán)水泵出口液控蝶閥啟停不正常，易造成循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)運行不正常，進而影響機組凝汽器真空，甚至可能觸發(fā)ETS真空保護動作，造成機組非停事件發(fā)生，特別是對于供熱機組在冬季供暖季來說，造成的不良影響更加嚴重，因此保證循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行，尤為重要。

1 控制原理及使用說明

國能駐馬店熱電有限公司2臺機組配有4臺循環(huán)水泵，出口液控蝶閥為鐵嶺閥門廠全液控止回蝶HD7BT44H-6Q(保壓型),整個控制系統(tǒng)采用就地PLC控制。

保壓作用：本蝶閥的液壓系統(tǒng)中設(shè)有蓄能器，蓄有壓力油，當(dāng)油缸內(nèi)油壓低于8MPa時，補壓電磁閥（慢開電磁閥）動作，可自動補壓。當(dāng)蓄能器壓力低于12MPa時，壓力繼電器動作，油泵電機啟動，為系統(tǒng)補壓；當(dāng)壓力達到16MPa時，另一壓力繼電器動作，油泵電機停止，補壓結(jié)束?？刂葡到y(tǒng)采用就地PLC對液壓控制裝置進行補壓。

開閥運動：當(dāng)開閥時，開閥電磁閥（15°前快開電磁閥，15°后慢開電磁閥）得電，油經(jīng)濾油器、液壓閥、高壓軟管等元件進入油缸內(nèi)部，壓力油推動活塞運動，將連桿臂及重錘舉起，同時帶動軸及蝶板轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)開閥。閥門開啟方式為二階段：前15°快開，快開時間2.5～20s（可調(diào)）；后75°慢開，時間為15～30s（可調(diào)）。

關(guān)閥運動：當(dāng)關(guān)閥時，關(guān)閥電磁閥得電，控制液控單向閥打開，在重錘力矩等作用下，油缸里的油通過油缸底部上的兩個節(jié)流閥和高壓軟管、液控單向閥而回到油箱，蝶板關(guān)閉。

開閥與關(guān)閥均可在就地與遠方操作，指令通過發(fā)給就地PLC后，就地PLC控制相應(yīng)繼電器，通過接收就地儀表信號實現(xiàn)就地控制。

2 問題分析與研究

（1）液控蝶閥遠方、就地控制都得通過就地PLC控制，原PLC控制系統(tǒng)，單PLC控制器、單電源模塊、回路復(fù)雜，故障點較多，且人機交互性較差，邏輯程序固化，同時，PLC控制器無上位機，運行人員監(jiān)盤及操作不便。

（2）蝶閥動力油路上控制電磁閥由一個交流220V轉(zhuǎn)24V直流電源模塊提供電源，電源模塊一旦故障損壞，也會造成蝶閥無法操作，同時未設(shè)計電源監(jiān)視報警功能，不能及時發(fā)現(xiàn)故障。

（3）原保壓系統(tǒng)作為邏輯連鎖的3個壓力開關(guān)，都不具備監(jiān)視功能，如果運行中開關(guān)損壞或者信號線松脫，壓力開關(guān)無法正常連鎖，會造成回路油壓低、系統(tǒng)油壓低等不安全現(xiàn)象。

3 改進優(yōu)化措施

3.1 改造條件

現(xiàn)有國電智深EDPF-NT+系統(tǒng)，其具有遠程監(jiān)視控制與完善的邏輯編寫及實時報警系統(tǒng)，且軟件與硬件兼容性較好，本次改造只需要將液控蝶閥的快開、慢開、關(guān)閥指令兼容到DCS系統(tǒng)中，即可實現(xiàn)原PLC控制系統(tǒng)控制原理，無須增加額外投資。

3.2 液控蝶閥邏輯搭設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場實際工況，在原PLC控制邏輯的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來的實際運行經(jīng)驗將其控制方式重新組態(tài)在DCS邏輯實現(xiàn)整個液控蝶閥控制回路。

以單臺循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制邏輯，見圖1。

圖1

3.3 液控蝶閥監(jiān)控程序設(shè)計

針對就地控制回路，將就地閥門實時動作過程在上位機監(jiān)視畫面上實時顯示，不論是卡件通道還是就地信號故障，運行人員均可以通過畫面立刻判斷出控制過程中某個環(huán)節(jié)故障，及時聯(lián)系檢修人員處理。

圖2

3.4 報警監(jiān)控程序設(shè)計

（1）增設(shè)為兩路電源模塊供電，并增加電源監(jiān)視，一旦電源失電，報警繼電器動作，信號直接送DCS，增設(shè)畫面報警。

（2）新增系統(tǒng)油壓與油缸油壓模擬量測點，且在DCS畫面中做系統(tǒng)油壓低于12MPa與油缸油壓低于8MPa時報警油壓低的功能，及時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)。

3.5 優(yōu)化改造后增加后補油/卸油控制

新增遠方手動補油/卸油控制方式，可以實現(xiàn)當(dāng)液控蝶閥關(guān)閉后由于自身油路或其他故障導(dǎo)致油壓無法完全卸掉，可以手動卸油，保證液控蝶閥在油路余壓下不會出現(xiàn)誤開情況，提高設(shè)備運行可靠性。

3.6 油泵電機控制程序設(shè)計

油泵電機由原壓力開關(guān)聯(lián)鎖單控制系統(tǒng)優(yōu)化為遠方運行人員操作和油壓壓力開關(guān)量與模擬量聯(lián)鎖控制雙冗余控制回路，保證油泵電機在測點故障情況下，遠方可以手動操作啟停。

以單臺循環(huán)水泵出口液控蝶閥為例，如圖3。

圖3

4 優(yōu)化改進效果

一是方便了運行人員監(jiān)視操作，實現(xiàn)了遠方對整個液控蝶閥控制系統(tǒng)的監(jiān)視；二是可以直觀地判斷故障環(huán)節(jié)且實現(xiàn)了控制系統(tǒng)與原DCS控制系統(tǒng)一體化，便于檢修人員檢修維護；三是消除了原PLC控制器、電源供電模塊無冗余配置的隱患。

5 結(jié)語

此項優(yōu)化改造技術(shù)經(jīng)過實踐應(yīng)用效果很好，優(yōu)化改造后實現(xiàn)了液控蝶閥控制系統(tǒng)的遠程控制和監(jiān)控，提高了設(shè)備的靈活性和可靠性，優(yōu)化了控制回路，進而提高了循環(huán)水泵及液控蝶閥控制系統(tǒng)的可靠性，從而保證了機組的安全、穩(wěn)定、長周期運行。