330MW機組循環水泵液控蝶閥DCS控制一體化優化研究

王宏偉，焦鵬程

（國能駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000）

循環水冷卻系統是火電機組重要的輔機系統，在機組實際運行工況下，如果循環水泵出口液控蝶閥啟停不正常，易造成循環水泵倒轉，導致循環水系統運行不正常，進而影響機組凝汽器真空，甚至可能觸發ETS真空保護動作，造成機組非停事件發生，特別是對于供熱機組在冬季供暖季來說，造成的不良影響更加嚴重，因此保證循環水泵出口液控蝶閥控制系統可靠、穩定運行，尤為重要。

1 控制原理及使用說明

國能駐馬店熱電有限公司2臺機組配有4臺循環水泵，出口液控蝶閥為鐵嶺閥門廠全液控止回蝶HD7BT44H-6Q(保壓型),整個控制系統采用就地PLC控制。

保壓作用：本蝶閥的液壓系統中設有蓄能器，蓄有壓力油，當油缸內油壓低于8MPa時，補壓電磁閥（慢開電磁閥）動作，可自動補壓。當蓄能器壓力低于12MPa時，壓力繼電器動作，油泵電機啟動，為系統補壓；當壓力達到16MPa時，另一壓力繼電器動作，油泵電機停止，補壓結束。控制系統采用就地PLC對液壓控制裝置進行補壓。

開閥運動：當開閥時，開閥電磁閥（15°前快開電磁閥，15°后慢開電磁閥）得電，油經濾油器、液壓閥、高壓軟管等元件進入油缸內部，壓力油推動活塞運動，將連桿臂及重錘舉起，同時帶動軸及蝶板轉動，實現開閥。閥門開啟方式為二階段：前15°快開，快開時間2.5～20s（可調）；后75°慢開，時間為15～30s（可調）。

關閥運動：當關閥時，關閥電磁閥得電，控制液控單向閥打開，在重錘力矩等作用下，油缸里的油通過油缸底部上的兩個節流閥和高壓軟管、液控單向閥而回到油箱，蝶板關閉。

開閥與關閥均可在就地與遠方操作，指令通過發給就地PLC后，就地PLC控制相應繼電器，通過接收就地儀表信號實現就地控制。

2 問題分析與研究

（1）液控蝶閥遠方、就地控制都得通過就地PLC控制，原PLC控制系統，單PLC控制器、單電源模塊、回路復雜，故障點較多，且人機交互性較差，邏輯程序固化，同時，PLC控制器無上位機，運行人員監盤及操作不便。

（2）蝶閥動力油路上控制電磁閥由一個交流220V轉24V直流電源模塊提供電源，電源模塊一旦故障損壞，也會造成蝶閥無法操作，同時未設計電源監視報警功能，不能及時發現故障。

（3）原保壓系統作為邏輯連鎖的3個壓力開關，都不具備監視功能，如果運行中開關損壞或者信號線松脫，壓力開關無法正常連鎖，會造成回路油壓低、系統油壓低等不安全現象。

3 改進優化措施

3.1 改造條件

現有國電智深EDPF-NT+系統，其具有遠程監視控制與完善的邏輯編寫及實時報警系統，且軟件與硬件兼容性較好，本次改造只需要將液控蝶閥的快開、慢開、關閥指令兼容到DCS系統中，即可實現原PLC控制系統控制原理，無須增加額外投資。

3.2 液控蝶閥邏輯搭設

根據現場實際工況，在原PLC控制邏輯的基礎上結合近年來的實際運行經驗將其控制方式重新組態在DCS邏輯實現整個液控蝶閥控制回路。

以單臺循環水泵出口液控蝶閥控制邏輯，見圖1。

圖1

3.3 液控蝶閥監控程序設計

針對就地控制回路，將就地閥門實時動作過程在上位機監視畫面上實時顯示，不論是卡件通道還是就地信號故障，運行人員均可以通過畫面立刻判斷出控制過程中某個環節故障，及時聯系檢修人員處理。

圖2

3.4 報警監控程序設計

（1）增設為兩路電源模塊供電，并增加電源監視，一旦電源失電，報警繼電器動作，信號直接送DCS，增設畫面報警。

（2）新增系統油壓與油缸油壓模擬量測點，且在DCS畫面中做系統油壓低于12MPa與油缸油壓低于8MPa時報警油壓低的功能，及時監測系統狀態。

3.5 優化改造后增加后補油/卸油控制

新增遠方手動補油/卸油控制方式，可以實現當液控蝶閥關閉后由于自身油路或其他故障導致油壓無法完全卸掉，可以手動卸油，保證液控蝶閥在油路余壓下不會出現誤開情況，提高設備運行可靠性。

3.6 油泵電機控制程序設計

油泵電機由原壓力開關聯鎖單控制系統優化為遠方運行人員操作和油壓壓力開關量與模擬量聯鎖控制雙冗余控制回路，保證油泵電機在測點故障情況下，遠方可以手動操作啟停。

以單臺循環水泵出口液控蝶閥為例，如圖3。

圖3

4 優化改進效果

一是方便了運行人員監視操作，實現了遠方對整個液控蝶閥控制系統的監視；二是可以直觀地判斷故障環節且實現了控制系統與原DCS控制系統一體化，便于檢修人員檢修維護；三是消除了原PLC控制器、電源供電模塊無冗余配置的隱患。

5 結語

此項優化改造技術經過實踐應用效果很好，優化改造后實現了液控蝶閥控制系統的遠程控制和監控，提高了設備的靈活性和可靠性，優化了控制回路，進而提高了循環水泵及液控蝶閥控制系統的可靠性，從而保證了機組的安全、穩定、長周期運行。