PCV閥控制系統(tǒng)的優(yōu)化

董振

摘 要：介紹了PCV閥的結(jié)構(gòu)組成，從氣動(dòng)控制回路和電氣控制回路詳細(xì)分析了它的控制原理，對(duì)PCV閥的控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，將電氣控制部分中的壓力開(kāi)關(guān)改為變送器，并在DCS中進(jìn)行邏輯組態(tài)，增強(qiáng)了設(shè)備的可靠性，降低了PCV閥的誤動(dòng)和拒動(dòng)的幾率。

關(guān)鍵詞：PCV閥；控制；優(yōu)化

1 PCV閥介紹

PVC閥門通常安裝在過(guò)熱器蒸汽出口管道上，它的功能是為了消除鍋爐運(yùn)行時(shí)壓力波動(dòng)引起安全閥動(dòng)作，在安全門動(dòng)作之前開(kāi)啟，排除多余的蒸汽，以保證鍋爐在規(guī)定壓力下正常運(yùn)行，從而保護(hù)安全門，同時(shí)減少安全門的動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)安全門的使用壽命。通常的PCV閥是通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)由電磁閥控制的氣動(dòng)泄壓裝置，當(dāng)工況壓力達(dá)到閥門打開(kāi)的設(shè)定壓力時(shí)閥門打開(kāi)進(jìn)行泄壓，當(dāng)工況壓力降到閥門關(guān)閉壓力時(shí)閥門關(guān)閉。PCV閥除了按設(shè)定壓力動(dòng)作以外，還可以在遠(yuǎn)方進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉。

2 PCV閥的控制系統(tǒng)

某電廠采用的是CONSOLIDATED電控氣動(dòng)球閥。電控氣動(dòng)球閥是一種能從“啟動(dòng)到閉合”旋轉(zhuǎn)90°的減壓閥，它采用了電動(dòng)控制和氣壓驅(qū)動(dòng)的方式。它的控制裝置由3539控制器和2537控制站以及氣體傳動(dòng)裝置組成。3539型控制器包括一個(gè)壓力傳感器（即一個(gè)波爾登管）、一個(gè)繼電器和裝有繼電器和傳感器的控制盒。2537型控制臺(tái)是一個(gè)三位選擇器，允許對(duì)手動(dòng)、關(guān)閉或自動(dòng)進(jìn)行選擇。它包括有一個(gè)盒子、選擇器開(kāi)關(guān)和兩個(gè)指示燈（紅色和琥珀色）。氣體執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件包括一個(gè)雙向作用的氣體傳動(dòng)器，兩個(gè)三通電磁閥（通常一個(gè)開(kāi)啟，另一個(gè)閉合），一個(gè)DPST旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)和一個(gè)安裝傳動(dòng)器的分線盒。

2.1 3539控制器

3539型控制器由它所連接的任一容器內(nèi)的壓力驅(qū)動(dòng)。在“設(shè)定壓力”的1-1/2%的壓差下，控制器的構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)電路的連接和切斷。在控制器內(nèi)部有一雙向壓力控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)壓力升高到“設(shè)定的極限值”時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)被激活，并接通為閥門電磁線圈提供電壓的繼電器電路。然后低壓開(kāi)關(guān)提供低于高壓開(kāi)關(guān)激活值的繼電器控制，從而進(jìn)行減壓調(diào)節(jié)。這種操作實(shí)現(xiàn)了極為靈敏的調(diào)節(jié)功能。

2.2 2537控制臺(tái)

2537型控制臺(tái)包括一個(gè)開(kāi)關(guān)和兩個(gè)指示燈，是一個(gè)可以安裝在控制面板上的小型裝置。控制臺(tái)與3539型控制器的連接是電氣連接。當(dāng)控制臺(tái)開(kāi)關(guān)處于“自動(dòng)”位置，“琥珀色”燈亮起，若壓力升到閥門開(kāi)啟的預(yù)定值，3539型控制器內(nèi)部電路接通，造成繼電器動(dòng)作，從而電磁閥開(kāi)始供電，閥門開(kāi)啟，同時(shí)2537型控制臺(tái)內(nèi)的“紅”燈亮起，表示閥門已經(jīng)開(kāi)啟。當(dāng)壓力降低到閥門的校準(zhǔn)閉合點(diǎn)以下時(shí)，繼電器切斷電壓，電磁閥斷電，閥門關(guān)閉，然后，2537型控制臺(tái)內(nèi)的“紅色”燈熄滅，并且“琥珀色”燈開(kāi)始點(diǎn)亮。控制臺(tái)的指示燈由傳動(dòng)器上的位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制。另外，當(dāng)需要將閥門打開(kāi)到“手動(dòng)”位置時(shí)，僅需按下控制臺(tái)開(kāi)關(guān)至“手動(dòng)”位置。要關(guān)閉閥門時(shí)，僅需按下控制臺(tái)開(kāi)關(guān)至“關(guān)閉”位置。

3 PCV閥的控制原理

3.1 氣動(dòng)回路原理分析

氣體回路的原理是通過(guò)電磁閥的通斷電控制氣缸活塞的動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)球閥轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使閥門開(kāi)啟和關(guān)閉。整個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)裝置由氣缸、兩個(gè)電磁閥和部分導(dǎo)氣管組成。電磁閥1、2功能恰好相反，電磁閥1的功能是帶電排氣，電磁閥2功能是帶電進(jìn)氣。當(dāng)電磁閥1帶電時(shí)壓縮空氣由A到E，實(shí)現(xiàn)排氣，電磁閥2帶電時(shí)壓縮空氣由P到A，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，閥門打開(kāi)，電磁閥2是開(kāi)電磁閥。當(dāng)電磁閥1失電時(shí)壓縮空氣由P到A，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，電磁閥2失電時(shí)壓縮空氣由A到E，實(shí)現(xiàn)排氣，閥門關(guān)閉，電磁閥1是關(guān)電磁閥。電磁閥的通斷電是由電氣回路進(jìn)行控制。

3.2 電氣回路原理分析

繼電器動(dòng)作方式有以下幾種：1、手動(dòng)方式。當(dāng)運(yùn)行人員將2537控制臺(tái)上的選擇開(kāi)關(guān)切到MAN位置時(shí)，繼電器線圈直接帶電，繼電器兩個(gè)接點(diǎn)閉合使開(kāi)關(guān)電磁閥同時(shí)帶電，PCV閥打開(kāi)。若將手動(dòng)開(kāi)關(guān)切換到OFF位置時(shí)，繼電器失電，接點(diǎn)斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)電磁閥失電，PCV閥關(guān)閉。若將手動(dòng)開(kāi)關(guān)切換到AUTO位置時(shí)，開(kāi)關(guān)的控制由自動(dòng)回路控制。2、自動(dòng)方式。將選擇開(kāi)關(guān)切換到AUTO位置時(shí)，繼電器的動(dòng)作由實(shí)際的彈簧管開(kāi)關(guān)控制或由DCS指令控制。當(dāng)過(guò)熱器出口蒸汽壓力達(dá)到PSL值時(shí)，控制盒里的燈點(diǎn)亮。當(dāng)壓力達(dá)到PSH的壓力時(shí)，繼電器帶電，繼電器兩個(gè)接點(diǎn)閉合使開(kāi)關(guān)電磁閥同時(shí)帶電，PCV閥打開(kāi)。這時(shí)，繼電器通過(guò)自身的接點(diǎn)和PSL這一路保持帶電，只有當(dāng)壓力降到PSL的回座值后，繼電器才會(huì)失電，PCV閥關(guān)閉。閥門關(guān)到位后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)里的行程開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，使關(guān)電磁閥保持帶電，閥門位置保持不變。另外，在AUTO位置時(shí)，還可以由DCS指令直接控制閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。

4 控制系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

整個(gè)控制系統(tǒng)氣體驅(qū)動(dòng)裝置安全可靠，但其電氣控制部分由于彈簧管容易生銹老化，且在周圍高溫度的環(huán)境下其彈性系數(shù)發(fā)生變化，致使其定值容易發(fā)生改變，另外，按照原電氣控制回路的原理進(jìn)行分析，繼電器帶電后，繼電器通過(guò)PSL和繼電器自身接點(diǎn)進(jìn)行自保持，閥門關(guān)閉要等到PSL開(kāi)關(guān)回座之后，這一原理很容易被忽略。可是無(wú)論是彈簧管壓力開(kāi)關(guān)還是我們常用的SOR壓力開(kāi)關(guān)，其回差是不可變的，我們只強(qiáng)調(diào)開(kāi)關(guān)的起座值，可回座值同樣重要，每次校驗(yàn)整定其啟座值，但其回座值卻不能按照我們的工況實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。由于以上幾種原因，PCV閥控制系統(tǒng)存在一些缺陷，容易發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且給設(shè)備檢修維護(hù)帶來(lái)不便。

4.2 優(yōu)化方案

為進(jìn)一步提升PCV閥控制裝置的可靠性，將其做以下優(yōu)化。將老化的彈簧管進(jìn)行拆除，將就地的取樣管分別取樣至兩個(gè)壓力變送器。并選定原有的一個(gè)主蒸汽壓力以及兩個(gè)新加入的壓力總計(jì)三個(gè)壓力在DCS中進(jìn)行組態(tài)，采取三取二的邏輯并加入品質(zhì)判斷，設(shè)定閥門開(kāi)啟和關(guān)閉的壓力值，由DCS中的DO的接點(diǎn)代替原有的PSH、PSL線路。同時(shí)在DCS畫面增加兩個(gè)新加的變送器的模擬量點(diǎn)，方便運(yùn)行人員對(duì)PCV閥動(dòng)作壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外還可以增設(shè)壓力高報(bào)警、模擬量故障報(bào)警、模擬量偏差大報(bào)警、軟硬光字牌報(bào)警等，充分利用DCS組態(tài)控制靈活的特點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

PCV閥控制系統(tǒng)的優(yōu)化充分利用了DCS組態(tài)靈活的特點(diǎn)，增強(qiáng)了系統(tǒng)控制回路的可靠性，大大降低了PCV閥誤動(dòng)和拒動(dòng)的幾率，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。