淺析140MW機組供熱汽泵改造

陳繼斌

摘 要：#5機供熱循環水泵調節系統采用就地PLC控制，無人機接口，正常運行時運行人員無法對系統運行狀態參數進行監視，所以當程序出現故障或需要更改參數時，檢修人員需要連接筆記本電腦才能對故障進行查詢以及參數更改，這樣就大大增加了消除故障時間，影響供熱系統的安全運行。

關鍵詞：PLC； 轉速探頭； 單點調節

十里泉電廠#5機組投產于80年代初，原設計125MW容量，因年代久遠，該機型效率低、熱耗高，為此我廠在2003年對其進行140MW增容改造，并于2009年響應市政府號召，對機組進行供熱改造，作為棗莊市主供熱機組。#5機供熱系統設計安裝有2臺汽動循環泵、4臺電動循環泵，其中汽動循環泵用機組抽汽來驅動運行，采用就地PLC進行控制，每臺汽動循環泵安裝有1個就地操作控制柜，用來實現汽泵的啟動、停止、手動、自動的切換等功能。我廠#5機組供熱系統投運后出現一系列問題，2012年至2013年供熱周期內，汽動循環泵月平均故障達到7.05%故障，嚴重影響了供熱系統的安全穩定運行。

表1供熱系統時間

項目時間 2012年12月 2013年1月 2013年1月 合計

系統應運行時間（H） 749 748 676 2173

系統實際時間（H） 696 740 630 2066

系統故障時間（H） 53 44 46 143

系統故障率（%） 7.61 6.25 7.30 21.16

月均故障率（%） 7.05

現場調查我們對就地甲、乙供熱汽動循環泵控制電纜絕緣進行測量，電纜絕緣電阻均大于20MΩ，符合要求，電纜無接地；對就地甲、乙供熱汽動循環水泵控制柜內接線端子板進行逐一檢查，確認就地24個端子板接線良好，標識清晰無松動現象，也符合要求，最后將轉速探頭拆下進行校驗，轉速誤差小于給定轉速的2%，校驗合格。確定不是因就地設備損壞導致故障的增加以后，經相關專業人員討論，針對以下幾個方面的問題進行分析。

1 汽動循環泵就地控制箱內PLC無人機接口

我廠#5機供熱循環水泵調節系統采用就地PLC控制，無人機接口，正常運行時運行人員無法對系統運行狀態參數進行監視，所以當程序出現故障或需要更改參數時，檢修人員需要連接筆記本電腦才能對故障進行查詢以及參數更改，這樣就大大增加了消除故障時間，影響供熱系統的安全運行。

2 汽動循環泵轉速測點采用單點調節

對供熱汽動循環水泵邏輯進行查看分析后，發現單點調節存在以下問題：一旦信號有波動就會造成循環泵運行異常，影響供熱，安全性較低。2、供熱系統汽動循環泵轉速調節系統采用就地轉速探頭信號先送入PLC控制器，經轉換后送到DCS系統進行顯示和調節，和實際轉速存在較大偏差，調節精度不能滿足實際運行的需要，可靠性較低。小組成員查詢2012年至2013年FAM工單，因轉速信號波動造成循環水泵故障的時間為76小時，占轉速調節系統故障時間的92.7%，可靠性較低，確定為要因。

綜上所述，以上兩條是影響汽泵發生故障的原因，針對無人機接口這個原因制定了三條方案并對其進行了優化：

方案一：更換不同型號測速探頭，沿用以往方式將轉速信號引入DCS控制系統進行控制。

方案二：在控制系統中加裝PI卡件，將現有轉速信號直接接入DCS控制系統進行控制。

方案三：就地加裝三套轉速測量儀表，將轉速探頭信號接入儀表后，通過計算后輸出4-20mA標準信號進入DCS系統進行控制。

最終選取方案三增加轉速表并將信號進入電子間實現DCS控制。改造前明確步驟：

3 商討改造方案

措施：召開生產部、車間關于汽動循環泵轉速控制改造方案實施會議。結合上級要求，組織小組成員討論具體改造細節。

4 電纜敷設

措施：嚴格按照《華電國際十里泉發電廠電纜敷設規程》要求施工。

5 轉速表安裝

措施：討論選取轉速表型號。在就地控制箱上確定安裝位置，并做好標記。使用檢驗合格打孔鉆進行箱門打孔。將選取的轉速表安裝于箱門上，并接線。

6 DCS系統邏輯修改

措施：按照生產部要求在邏輯中增加PID模塊，同時轉速信號采用三取二進行調節，并設定好參數。進行供熱汽動循環泵轉速靜態試驗。

實施一：取消就地PLC，重新敷設控制信號電纜，電纜從供熱電子間#20DPU柜敷設至抽汽供熱甲、乙汽動循環泵控制柜，敷設要求完全符合《華電國際十里泉發電廠電纜敷設規程》要求。實施二：更換就地轉速表型號并對LN2000控制系統的畫面、數據庫進行修改、在邏輯中增加PID模塊同時轉速信號采用三取中值調節邏輯，設置參數。組態邏輯如下圖所示：

（a） （b）

圖1 組態邏輯改造前后

#5供熱汽泵改造后，就地轉速表與DCS控制系統CRT畫面顯示一致，滿足規程要求為機組供熱提供可靠保障，之后對2013年至2014年供熱期間汽泵故障情況進行了統計，發現汽泵故障率下降至1.61%。

表2供熱汽泵故障情況表

這次改造之所以問題得到解決主要體現在如下兩個方面：增加汽動循環泵控制邏輯和畫面后，檢修人員可以隨時觀察實時數據，提高對系統實時運行狀態檢查速度，對各參數信號的歷史趨勢進行查閱，發現問題及時解決，提高了系統運行的可靠性和安全性。轉速調節系統由原來的單點控制改為三取中值進行控制，降低了系統誤動的風險，提高了設備的可靠性，避免了因轉速表故障造成的整個汽動循環水泵無法正常工作，提高了系統調節的可靠性和準確性，改造后未發生因轉速信號波動造成的汽動循環泵停運的故障。

此次改造保證了廣大市民能夠溫暖過冬，為提高人們生活質量，減少環境污染，促進社會和諧發展做出了應有的貢獻，并減輕了檢修勞動強度，確保了人身和設備安全。改造后我們將系統新增測點與邏輯編入了《熱控檢修隊邏輯數據庫》，并將圖紙交資料室存檔。以上改進措施通過車間審核后，經廠生技部批準已納入熱控檢修隊規程，上述措施自批準之日起正式執行。

參考文獻：

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