淺談鍋爐PCV閥控制系統改造

李穎

引言

公司2X350MW機組，鍋爐為東方鍋爐廠生產的1150t/h超臨界循環流化床鍋爐。過熱蒸汽管上PCV閥為直流24V雙電控氣動球閥。PCV閥的控制回路主要分為氣動控制和電氣控制兩大部分。氣動部分結構簡單，安全可靠；電氣部分采用PLC集中控制，存在PLC死機保護拒動的安全風險。

1 PCV閥保護系統概述

1.1 PCV閥的功能

PCV是PressureControlValve的縮寫，中文名稱為壓力控制閥，與鍋爐安全門都是鍋爐主汽壓力高保護的重要裝置，一般安裝在鍋爐過熱器蒸汽出口管道上。PCV閥的主要功能是消除鍋爐運行時壓力波動引起的安全閥動作，在安全閥動作之前開啟，排出多余的蒸汽，以保證鍋爐在規定的壓力下正常運行，從而保護安全閥，同時減少安全閥的動作次數，延長安全閥的使用壽命。在電廠安全生產中，PCV閥動作一次算作二類障礙，安全閥動作一次按事故處理。

1.2 PCV閥的特點

PCV閥全開過程時間短，動作快，能夠為運行人員調整主汽壓力贏得寶貴的緩沖時間。雖然PCV閥在動作過程中損失了部分工質，但PCV閥等效開啟時間中過熱蒸汽排放損失遠低于重新點爐的耗費。PCV閥除了按設定壓力自動動作以外，還可以由運行人員進行遠方操作，因此，在操作上又具有其靈活性。

1.3 改造前PCV閥電氣回路簡介

我公司PCV閥動作的指令信號分為DCS遠控指令、現場壓力控制器發出的指令、鍋爐操作臺上的按鈕指令、就地控制箱上的按鈕指令四種。這四種指令輸入至就地箱的控制器（PLC），經PLC邏輯判斷后，輸出指令作用在電磁閥上，使閥門動作。

（1）DCS遠控指令分為自動和手動兩種，手動時由運行人員根據設備運行狀況及實際需要人為的在操作員站上下發開關指令。運行人員投入PCV閥主汽壓力高聯鎖時處于自動狀態，根據壓力定值自動開關PCV閥。

（2）壓力控制器發出的指令是指PCV閥處于自動狀態時，主汽壓力達到定值時，壓力控制器發出指今，自動開關PCV閥。

（3）鍋爐操作臺上的按鈕指令是指PCV閥處于手動狀態時，運行人員根據設備運行狀況及實際需要人為操作按鈕開關閥門。

（4）就地指令是將就地控制箱的狀態切換開關打到就地狀態，此時手動按動打開、關閉指令按鈕，PCV閥動作。

1.4 改造前PCV閥電氣回路存在的問題

四種指令都必須輸入至PLC，經PLC邏輯判斷后才能輸出開關閥門，由于就地控制箱所處環境溫度高，且PLC有一定的使用壽命，所以經常出現PLC死機故障，這時PCV閥保護處理拒動狀態。我公司兩臺鍋爐共四套PCV閥，在鍋爐正常運行時均出現不同程度的PLC死機故障，嚴重危及鍋爐的安全運行。故PCV閥電氣回路改造勢在必行。

2 PCV閥電氣回路改造過程

2.1 改造方案

（1）取消PLC控制，采取傳統的繼電器控制。

（2）仍保留DCS遠控指令、現場壓力控制器發出的指令、鍋爐操作臺上的按鈕指令、就地控制箱上的按鈕指令四種指令，但是四種指令分別作用在不同的繼電器上，防止某一繼電器故障，所有操作均不能完成。四種指令相互獨立，不需轉換按鈕切換，均能獨立完成操作。

（3）對電磁閥電源進行改造，控制箱接入兩路AC220V電源，分別經控制箱內的整流變壓裝置，變成兩路DC24V電源。并聯作為操作電源和電磁閥電源。

（4）就地壓力控制器變更為壓力開關，高壓力時自動開閥，低壓力時自動關閥。用于主汽壓力高開閥的壓力開關用三個，采用三選二的方式接入保護；關閥壓力開關用一個。

（5）增大就地控制箱的尺寸，便于檢修和維護。

2.2 電氣原理圖

2.3 DCS控制邏輯圖

2.4 壓力控制器自動控制回路圖

3 總結

通過這次對PCV控制系統的改造，使得PCV閥控制系統中不再使用PLC控制，避免因PLC死機造成的保護拒動事件。改造后的控制系統各回路操作相互獨立，某一操作方式指令失靈后不影響其它方式操作，且控制電源由原來的單回路變更為兩回路，增加了系統的可靠性。改造后的控制系統操作簡單、方便、靈活，控制邏輯易讀，參數可在線修改，故障率低，安全可靠，便于熱控人員日常維護。改造至今，PCV閥運行正常，無誤動或拒動現象發生。

參考文獻

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[2] 中國動力工程學會.火力發電設備技術手冊[M].機械工業出版社，2000.

[3] 張鸞英，孫萬云.火電廠過程控制[M].中國電力出版社，2000.