天然氣機組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統改造實(shí)例

       當前，隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的轉型升級，我國對電廠(chǎng)的運行的穩定性越來(lái)越高，但是在電廠(chǎng)機組運行中，循環(huán)水泵出口蝶閥往往出現這樣那樣的問(wèn)題，導致出口蝶閥啟停不正常，影響機組凝汽器的正常運行，甚至出現跳機現象，對機組運行的安全性和穩定性造成嚴重的影響。所以，改造天然氣機組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統成為電廠(chǎng)當前的重要任務(wù)。

1、出口蝶閥控制系統存在的問(wèn)題
       電廠(chǎng)的裝機容量為5×300MW，總共有9臺循環(huán)水泵，但是自從2013年2月以來(lái)，這些循環(huán)水泵出現不同程度的出口蝶閥啟停不正常的問(wèn)題，有幾臺循環(huán)輸泵甚至出現了跳機現象，對于機組的正常運行構成極大的威脅。所以，電廠(chǎng)決定對循環(huán)水泵的出口蝶閥進(jìn)行升級改造。循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統的是由南方的一家公司生產(chǎn)的，通過(guò)控制邏輯實(shí)現繼電器的控制，其主要存在的問(wèn)題包括：
       1.1 繼電器硬觸點(diǎn)出現松動(dòng)、老化的問(wèn)題，市場(chǎng)由于觸點(diǎn)的接觸不良而導致控制系統出現故障。由于控制系統的硬接線(xiàn)非常多，所以不容易查找故障的原因。
       1.2 控制系統當中的電位器、就地控制箱和形成開(kāi)關(guān)等，位于地下潮濕的環(huán)境當中，容易受到腐蝕和受潮，發(fā)生故障的概率比較高，經(jīng)常發(fā)生故障。
       1.3 一次測量元件不準確，出口蝶閥開(kāi)度信號采用的是安裝在出口蝶閥轉軸上，通過(guò)可調動(dòng)的電阻值的變化來(lái)反映蝶閥的開(kāi)度，所以蝶閥的開(kāi)關(guān)、蝶閥開(kāi)到15°，等關(guān)鍵點(diǎn)的時(shí)候，都是采用的接觸式行程開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行測量的。此外，控制郵箱采油壓采用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行測量。但是由于一次元件測量的精度比較低，所以容易出現測量不準確等問(wèn)題。
       1.4 控制邏輯不完善?？刂葡到y原有的蝶閥全開(kāi)為0°，全關(guān)為90°，但是閥位表表示的恰恰相反，進(jìn)而給人造成錯覺(jué)。當出口蝶閥開(kāi)到15°，而且循環(huán)水泵啟動(dòng)失敗時(shí)，則蝶閥如果繼續全開(kāi)，容易造成循環(huán)水的倒流，從而影響凝汽器的真空，造成機組出線(xiàn)跳閘等不良現象，影響機組的正常運行。
       液控蝶閥啟停的相關(guān)邏輯：
       條件：循環(huán)水泵停運，循環(huán)水泵聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)投入；控制邏輯為：控制室操作盤(pán)上開(kāi)蝶閥――油泵啟動(dòng)――蝶閥開(kāi)啟――蝶閥開(kāi)至15°――聯(lián)鎖啟動(dòng)循環(huán)水泵――蝶閥逐漸全部打開(kāi)。
       條件：循環(huán)水泵運行，循環(huán)水泵聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)投入；控制邏輯：控制室操作盤(pán)上官蝶閥――泄油電磁閥帶電泄油――蝶閥――蝶閥關(guān)到15°――聯(lián)鎖循環(huán)水泵跳閘――蝶閥完全關(guān)閉。
       條件：循環(huán)水泵停運，蝶閥聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)投入；控制邏輯：循環(huán)水泵啟動(dòng)――聯(lián)鎖開(kāi)啟蝶閥。
       條件：循環(huán)水泵運行，蝶閥聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)投入；控制邏輯：循環(huán)水泵停運――聯(lián)鎖關(guān)閉蝶閥。

2、出口蝶閥控制系統改造方案
       電廠(chǎng)天然氣機組出口蝶閥控制系統的改造，是使用PLC可編程控制器是實(shí)現對邏輯的控制，而且對控制邏輯加以完善，通過(guò)觸摸屏和旋轉編碼器實(shí)現對出口蝶閥的操作和顯示。而改造一次元件，則使用耐腐性和可靠性良好的一次元件。
       2.1 該系統改造采用的是可編程控制器，型號為OMRONCQM1來(lái)實(shí)現對邏輯的控制，而控制邏輯使用軟件來(lái)實(shí)現編程，這種邏輯控制比較完善，可靠性比較強，從而優(yōu)化了線(xiàn)路。
       2.2 取消用于顯示開(kāi)度的顯示器，用高精度的數字旋轉編碼器作為顯示開(kāi)度的一次元件。而為了確?？刂七壿嫷目煽啃?，應增加三只接近開(kāi)關(guān)，分別為蝶閥全關(guān)、蝶閥全開(kāi)和蝶閥開(kāi)到15°三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，由這三個(gè)開(kāi)關(guān)負責監視。同時(shí)，把閥門(mén)實(shí)際開(kāi)度和閥門(mén)指示的開(kāi)度統一設置為90°，把閥位指示和閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度調整到90°，閥全關(guān)為0°。
       2.3 更換控制室盤(pán)上操作按鈕和閥門(mén)的指示功能，用觸摸屏實(shí)現顯示和操作功能。其中，觸摸屏的型號為NT32，可以接口與PLC相連接，顯示閥門(mén)的位置開(kāi)度與機組設備的運行狀態(tài)，而且是實(shí)時(shí)顯示，并對操作進(jìn)行追索記憶，從而便于故障的分析。此外，觸摸屏還可實(shí)現“關(guān)”“?！薄伴_(kāi)”蝶閥的控制功能，最終可使閥門(mén)在任意位置上停留。

3、改造效果分析
       電廠(chǎng)2013年對機組的循環(huán)水泵的出口蝶閥控制系統進(jìn)行了改造，出口蝶閥控制系統全部改造完成之后，控制系統的可靠性大幅提升，系統的故障率明顯下降。操作人員在啟動(dòng)機組的循環(huán)水泵時(shí)，在檢查啟動(dòng)條件，確認啟動(dòng)條件滿(mǎn)足時(shí)，在系統的操作盤(pán)上實(shí)現循環(huán)水泵和出口蝶閥的自動(dòng)啟停，聯(lián)鎖功能正常，系統的運行安全可靠。在循環(huán)水泵出現跳閘之后，聯(lián)鎖出口蝶閥便實(shí)現了快速的自動(dòng)關(guān)閉；在緊急的情況下，操作人員在操作盤(pán)上能夠通過(guò)蝶閥泄油按鈕進(jìn)行泄油，從而是出口蝶閥迅速關(guān)閉，從而杜絕了蝶閥無(wú)法關(guān)閉而出現的真空下降現象，使蝶閥迅速關(guān)閉。改造之后的出口蝶閥控制系統具有以下特點(diǎn)：
       3.1 系統的運行的安全性和穩定新增強。機組的正常運行實(shí)踐表明，經(jīng)過(guò)改造之后的9臺循環(huán)水泵蝶閥控制系統的故障率大大降低，改造之后從未出現因為出口蝶閥控制系統的故障而出現的系統啟停失敗狀況。所以，這也就在很大程度上減輕了操作人員的工作量和維修設備所用的時(shí)間。
       3.2 PLC編程系統，軟件易于修改，而且具有很強的靈活性。
       3.3 觸摸屏的操作非常方便，可以顯示出口蝶閥的開(kāi)度、報警記錄和工藝流程等，具有很強的追憶功能，從而為事故的分析提供可靠的依據。
       3.4 采用PLC系統與上位機通訊，能夠把循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統納入到DSC系統當中，實(shí)現系統的遠程控制。

4、南方泵業(yè)結語(yǔ)
       在電廠(chǎng)的設備當中，循環(huán)水泵可以說(shuō)是比較重要的，而循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統是否可靠，可直接影響天然氣機組凝汽器真空的建立，對機組是不是可以安全穩定運行有著(zhù)重要的影響，在一定程度上決定著(zhù)機組的安全穩定運行。隨著(zhù)我國電力體制改革的進(jìn)行，電廠(chǎng)只有安全穩定運行才能滿(mǎn)足機組運行的需要。在本文中，筆者結合自身的工作實(shí)際和所掌握的理論知識，并結合某電廠(chǎng)改造循環(huán)水泵控制系統的實(shí)例，從出口蝶閥控制系統中存在的問(wèn)題、出口蝶閥控制系統的改造方案和改造方案效果等幾個(gè)方面探究了天然氣機組循環(huán)水泵出口蝶閥控制系統的改造。

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