汽泵再循環氣動開關門的改造

摘? 要：大唐國際托克托發電公司600MW機組2號機汽泵再循環氣動開關門是由ASCO551單控兩位五通電磁閥控制的雙作用氣動開關門，經過長時間運行實踐，發現汽泵再循環氣動開關門在進行操作時無法控制閥門的開關速度與閥門開度，會導致再循環流量劇烈波動，有影響機組穩定運行的風險和隱患，改為氣動調門更為符合機組穩定運行的要求。氣動開關門不能控制再循環流量的多少與變化，而氣動調節門能通過控制門的開度，來調節控制再循環流量，通過調節流量來達到保障機組安全運行的目的。在改造過程中，發現由于原氣動門氣缸過大，單純依靠定位器實現閥門控制會導致閥門動作過慢，動作時間過長，經討論研究決定加入氣體流量放大器以此縮短閥門動作時間。因此將原氣動開關門的電磁閥與行程開關取消，加入西門子定位器與氣體流量放大器以達到調節功能，并在汽缸出入口加入電磁閥，以實現緊急工況下調門快開與快關的控制效果。

關鍵詞：氣動開關門;氣動調節門;改造;快開快關

1.前言

大唐國際托克托發電公司2號機組是600MW機組，自投產以來汽泵再循環門一直是氣動開關門，以壓縮空氣為工作介質，通過ASCO551電磁閥控制壓縮空氣的進出，行程開關控制反饋，來實現閥門的開關動作。ASCO551電磁閥是單控兩位五通電磁閥，只能通過開、關行程反饋開關來判斷閥門位置，控制壓縮空氣的進氣與排放。開關反饋信號由兩個行程開關得到，開關動作由一個ASCO551電磁閥控制，以此實現閥門控制。而在長期的生產運行中發現，汽泵再循環閥門在開、關的切換過程中，狀態轉換快，進而導致再循環流量波動巨大，給機組運行造成嚴重擾動。汽泵再循環閥門以開關門的形式存在，將給機組安全穩定運行帶來很大的安全隱患，因此決定將汽泵再循環開關門改為汽泵再循環調節門。

2.汽泵再循環氣動開關門改造可靠性研究

汽泵再循環開關門氣缸較大，氣缸為直徑630MM，高320MM的圓柱體，體積與氣囊容積遠大于一般汽動執行機構，如果按一般情況直接使用西門子定位器，將造成閥門開關動作緩慢，動作時間過長的后果，對運行人員調整機組運行狀態不利，也會造成DCS系統調門自動調節曲線線性度不好、難以優化的問題。因此需在西門子定位器兩路出氣管后分別加入氣體流量放大器，以加快閥門動作，減少閥門動作時間。另外，在特殊工況下，例如在汽前泵運行時，再循環流量低，這時需要快開汽泵再循環調門，否則當汽前泵運行與上再循環流量低。且汽泵再循環調門未開三個條件同時滿足，DCS將會發出汽前泵跳閘指令，會出現負荷突降現象，將會對汽包水位等機組重要運行參數造成影響，有可能引起更嚴重的機組安全運行事件，因此我們需要在進入氣缸的氣路中，再加上一路由電磁閥控制的壓縮空氣氣路，以此來達到特殊工況下對汽泵再循環氣動調節門進行快速關閉或者快速開啟的操作目的，完成對再循環流量的快速操控變化。

3.改造過程

3.1 光纜選型及敷設

光纜總共需敷設1根，從一單元13.7米工程師站處敷設光纜到機側5層除氧器頂部汽泵再循環調門處。敷設的光纜至少是4芯，AO指令兩路，AI指令兩路，本次改造敷設6芯光纜，有兩路光纜芯作為備用芯?？紤]到電廠廠房內溫度較高，且調門位置位于除氧器頂部，夏天可能達50余度，所以光纜選型要選用耐高溫型。同時廠房內高電壓強電設備多，啟停頻繁，干擾源多，故所選用的光纜還必須有屏蔽層，抗電磁干擾。另外光纜在廠房內電纜橋架某些地方可能會受力變形，所以要選用帶外鎧防護層的光纜，用以保證光纜里光纖不受力，數據傳輸通暢。

3.2 定位器的安裝與氣路改造

定位器選用西門子閥門定位器，該系列定位器通過SIMATIC PDM編程;高質量控制歸于在線自適應程序，穩態操作時耗氣量可忽略，擁有“緊密關閉”功能（確保對閥座的最大定位壓力），可動部件少，因此對振動不敏感，基于現場環境因素、機組運行及閥門操作的動作要求，因此選用6dr5020西門子定位器。

氣路基于現場高溫環境的影響，以及壓縮空氣就地壓力的考量，選用?14不銹鋼金屬硬管。具體改造思路為在西門子定位器后加入兩個氣體流量放大器，在兩個氣體流量放大器另一進氣路前加入過濾減壓閥，在兩個氣體流量放大器出氣路后加入一個氣動保衛閥。至此氣體流量放大器有兩路進氣一路出氣，一路進氣由西門子定位器提供進入氣體流量放大器，另一路進氣由壓縮空氣直接提供，通過過濾減壓閥后進入氣體流量放大器，兩路進氣通過氣體流量放大器后變成一路進入氣動保衛閥，通過氣動保衛閥進入汽缸。氣動保衛閥的作用是：當壓縮空氣消失，或定位器氣源供給出現問題時，保衛閥能自動斷開定位器輸出與再循環調門氣室之間的通道，使再循環調門的閥位保持原來的控制位置，以保證調節回路中的再循環流量的被調作用不中斷。在保衛閥后加入三通接頭，三通接頭一路連電磁閥，一路連保衛閥，一路連再循環氣動調門上下氣缸。平時操作時電磁閥氣路關閉，再循環調門通過保衛閥氣路動作，在特殊工況下電磁閥氣路動作，實現再循環調門的快開與快關功能。

3.3? DCS邏輯修改

將氣動開關門改成氣動調門，在實現可調節控制的同時，通過控制電磁閥實現快速開啟與快速關閉的功能.

DCS邏輯設計思路為：通過PID數據模塊進行閥門自動調節，輸入量為SP與PV值，輸出指令為汽泵再循環氣動調節門開度，輸出指令至MASTATION算法模塊（M/A站），運行人員操作畫面，控制汽泵再循環氣動調節門的手動、自動切換，由MASTATION算法模塊（M/A站）完成，再循環流量低于240t/h，優先開啟汽泵再循環氣動調節門，與邏輯條件切手動控制，通過MAMODE算法模塊實現，MAMODE算法模塊輸出至MASTATION算法模塊（M/A站），汽泵再循環氣動調節門的手自動切換與優先開功能，由MAMODE算法模塊與MASTATION算法模塊（M/A站）共同完成，MASTATION算法模塊（M/A站）輸出指令至汽泵再循環氣動調節門調節調門開度。

PID模塊參數設置：為防止閥門線性調節不好，閥門指令反饋擺動大，以積分時間越長積分作用越弱為根據，將積分時間放長。為滿足閥門動作速度要求，將比例作用放大，加強比例作用，從而加快閥門動作速度，將PID參數初步設置。完成PID參數初步設置后，將閥門投入試運，通過閥門開度指令曲線、反饋曲線及再循環流量調節曲線，逐步小幅調整PID參數進行優化，直至閥門調節曲線線性度良好，指令反饋跟蹤曲線平滑正常，汽泵再循環流量自動調節曲線正常。

3.4 傳動

DCS與SIS畫面顯示正常后，聯系運行人員傳動。汽泵再循環調門操作正常，調門反饋與指令一致，機組正常運行時，可以通過調節汽泵再循環調門開度，控制汽泵再循環流量。一旦系統異常，需要快開或快關汽泵再循環調門時，DCS系統或SIS操作畫面發出指令，電磁閥快速動作達到快開或快關的動作效果。

4.結論

通過該項改造，保證了汽泵再循環流量的平穩控制，在操作汽泵再循環調門時，加強了機組運行的安全穩定，減少了操作風險。該項改造已經在內蒙古大唐國際托克托發電公司2號機組中成功完成。

作者簡介：

楊木杭（1992.06.04），男，助理工程師，畢業于昆明理工大學自動化專業，現任內蒙古大唐托克托發電有限責任公司設備部熱控室專責工。