330MW機(jī)組循環(huán)水泵液控蝶閥DCS控制一體化優(yōu)化研究

王宏偉，焦鵬程

（國(guó)能駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000）

循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是火電機(jī)組重要的輔機(jī)系統(tǒng)，在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況下，如果循環(huán)水泵出口液控蝶閥啟停不正常，易造成循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行不正常，進(jìn)而影響機(jī)組凝汽器真空，甚至可能觸發(fā)ETS真空保護(hù)動(dòng)作，造成機(jī)組非停事件發(fā)生，特別是對(duì)于供熱機(jī)組在冬季供暖季來(lái)說(shuō)，造成的不良影響更加嚴(yán)重，因此保證循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，尤為重要。

1 控制原理及使用說(shuō)明

國(guó)能駐馬店熱電有限公司2臺(tái)機(jī)組配有4臺(tái)循環(huán)水泵，出口液控蝶閥為鐵嶺閥門(mén)廠(chǎng)全液控止回蝶HD7BT44H-6Q(保壓型),整個(gè)控制系統(tǒng)采用就地PLC控制。

保壓作用：本蝶閥的液壓系統(tǒng)中設(shè)有蓄能器，蓄有壓力油，當(dāng)油缸內(nèi)油壓低于8MPa時(shí)，補(bǔ)壓電磁閥（慢開(kāi)電磁閥）動(dòng)作，可自動(dòng)補(bǔ)壓。當(dāng)蓄能器壓力低于12MPa時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作，油泵電機(jī)啟動(dòng)，為系統(tǒng)補(bǔ)壓；當(dāng)壓力達(dá)到16MPa時(shí)，另一壓力繼電器動(dòng)作，油泵電機(jī)停止，補(bǔ)壓結(jié)束。控制系統(tǒng)采用就地PLC對(duì)液壓控制裝置進(jìn)行補(bǔ)壓。

開(kāi)閥運(yùn)動(dòng)：當(dāng)開(kāi)閥時(shí)，開(kāi)閥電磁閥（15°前快開(kāi)電磁閥，15°后慢開(kāi)電磁閥）得電，油經(jīng)濾油器、液壓閥、高壓軟管等元件進(jìn)入油缸內(nèi)部，壓力油推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，將連桿臂及重錘舉起，同時(shí)帶動(dòng)軸及蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)閥。閥門(mén)開(kāi)啟方式為二階段：前15°快開(kāi)，快開(kāi)時(shí)間2.5～20s（可調(diào)）；后75°慢開(kāi)，時(shí)間為15～30s（可調(diào)）。

關(guān)閥運(yùn)動(dòng)：當(dāng)關(guān)閥時(shí)，關(guān)閥電磁閥得電，控制液控單向閥打開(kāi)，在重錘力矩等作用下，油缸里的油通過(guò)油缸底部上的兩個(gè)節(jié)流閥和高壓軟管、液控單向閥而回到油箱，蝶板關(guān)閉。

開(kāi)閥與關(guān)閥均可在就地與遠(yuǎn)方操作，指令通過(guò)發(fā)給就地PLC后，就地PLC控制相應(yīng)繼電器，通過(guò)接收就地儀表信號(hào)實(shí)現(xiàn)就地控制。

2 問(wèn)題分析與研究

（1）液控蝶閥遠(yuǎn)方、就地控制都得通過(guò)就地PLC控制，原PLC控制系統(tǒng)，單PLC控制器、單電源模塊、回路復(fù)雜，故障點(diǎn)較多，且人機(jī)交互性較差，邏輯程序固化，同時(shí)，PLC控制器無(wú)上位機(jī)，運(yùn)行人員監(jiān)盤(pán)及操作不便。

（2）蝶閥動(dòng)力油路上控制電磁閥由一個(gè)交流220V轉(zhuǎn)24V直流電源模塊提供電源，電源模塊一旦故障損壞，也會(huì)造成蝶閥無(wú)法操作，同時(shí)未設(shè)計(jì)電源監(jiān)視報(bào)警功能，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

（3）原保壓系統(tǒng)作為邏輯連鎖的3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，都不具備監(jiān)視功能，如果運(yùn)行中開(kāi)關(guān)損壞或者信號(hào)線(xiàn)松脫，壓力開(kāi)關(guān)無(wú)法正常連鎖，會(huì)造成回路油壓低、系統(tǒng)油壓低等不安全現(xiàn)象。

3 改進(jìn)優(yōu)化措施

3.1 改造條件

現(xiàn)有國(guó)電智深EDPF-NT+系統(tǒng)，其具有遠(yuǎn)程監(jiān)視控制與完善的邏輯編寫(xiě)及實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，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(kāi)、慢開(kāi)、關(guān)閥指令兼容到DCS系統(tǒng)中，即可實(shí)現(xiàn)原PLC控制系統(tǒng)控制原理，無(wú)須增加額外投資。

3.2 液控蝶閥邏輯搭設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，在原PLC控制邏輯的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)將其控制方式重新組態(tài)在DCS邏輯實(shí)現(xiàn)整個(gè)液控蝶閥控制回路。

以單臺(tái)循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制邏輯，見(jiàn)圖1。

圖1

3.3 液控蝶閥監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

針對(duì)就地控制回路，將就地閥門(mén)實(shí)時(shí)動(dòng)作過(guò)程在上位機(jī)監(jiān)視畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示，不論是卡件通道還是就地信號(hào)故障，運(yùn)行人員均可以通過(guò)畫(huà)面立刻判斷出控制過(guò)程中某個(gè)環(huán)節(jié)故障，及時(shí)聯(lián)系檢修人員處理。

圖2

3.4 報(bào)警監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

（1）增設(shè)為兩路電源模塊供電，并增加電源監(jiān)視，一旦電源失電，報(bào)警繼電器動(dòng)作，信號(hào)直接送DCS，增設(shè)畫(huà)面報(bào)警。

（2）新增系統(tǒng)油壓與油缸油壓模擬量測(cè)點(diǎn)，且在DCS畫(huà)面中做系統(tǒng)油壓低于12MPa與油缸油壓低于8MPa時(shí)報(bào)警油壓低的功能，及時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)。

3.5 優(yōu)化改造后增加后補(bǔ)油/卸油控制

新增遠(yuǎn)方手動(dòng)補(bǔ)油/卸油控制方式，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)液控蝶閥關(guān)閉后由于自身油路或其他故障導(dǎo)致油壓無(wú)法完全卸掉，可以手動(dòng)卸油，保證液控蝶閥在油路余壓下不會(huì)出現(xiàn)誤開(kāi)情況，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

3.6 油泵電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)

油泵電機(jī)由原壓力開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖單控制系統(tǒng)優(yōu)化為遠(yuǎn)方運(yùn)行人員操作和油壓壓力開(kāi)關(guān)量與模擬量聯(lián)鎖控制雙冗余控制回路，保證油泵電機(jī)在測(cè)點(diǎn)故障情況下，遠(yuǎn)方可以手動(dòng)操作啟停。

以單臺(tái)循環(huán)水泵出口液控蝶閥為例，如圖3。

圖3

4 優(yōu)化改進(jìn)效果

一是方便了運(yùn)行人員監(jiān)視操作，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方對(duì)整個(gè)液控蝶閥控制系統(tǒng)的監(jiān)視；二是可以直觀地判斷故障環(huán)節(jié)且實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)與原DCS控制系統(tǒng)一體化，便于檢修人員檢修維護(hù)；三是消除了原PLC控制器、電源供電模塊無(wú)冗余配置的隱患。

5 結(jié)語(yǔ)

此項(xiàng)優(yōu)化改造技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用效果很好，優(yōu)化改造后實(shí)現(xiàn)了液控蝶閥控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，提高了設(shè)備的靈活性和可靠性，優(yōu)化了控制回路，進(jìn)而提高了循環(huán)水泵及液控蝶閥控制系統(tǒng)的可靠性，從而保證了機(jī)組的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。