通過(guò)優(yōu)化控制回路解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題實(shí)例

桂 華，葛 偉，侯正煒，程勝林

(淮浙電力有限責(zé)任公司鳳臺(tái)發(fā)電分公司，安徽 淮南 232131)

0 引言

在生產(chǎn)控制過(guò)程中，設(shè)備的控制趨向于使用控制系統(tǒng)(DCS或PLC)發(fā)指令的方式遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)。DCS或PLC的指令發(fā)出后，到最終驅(qū)動(dòng)設(shè)備，大多還要經(jīng)過(guò)就地的控制回路轉(zhuǎn)化。在實(shí)際工作中，經(jīng)常發(fā)生因現(xiàn)場(chǎng)控制回路的不可靠或功能單一，造成設(shè)備的運(yùn)行異常或功能缺失現(xiàn)象。下面介紹幾例通過(guò)對(duì)控制回路優(yōu)化解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。

1 給煤機(jī)延時(shí)自啟回路改造

某廠給煤機(jī)為沈陽(yáng)施道克電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的EG-2490型給煤機(jī)，原控制系統(tǒng)為施道克196NT系列產(chǎn)品，控制系統(tǒng)設(shè)置單控制柜，柜內(nèi)布置控制系統(tǒng)控制卡、電源板卡及接口設(shè)備。控制柜電源來(lái)自不同段的電機(jī)控制中心(motor control center，MCC)，在生產(chǎn)運(yùn)行中，若MCC的A或B段電源故障發(fā)生切換，會(huì)造成給煤機(jī)就地控制柜內(nèi)控制回路斷電(切換裝置存在切換時(shí)間)，給煤機(jī)會(huì)短時(shí)停運(yùn)。當(dāng)備用電源投入后，需從DCS再次啟動(dòng)，給煤機(jī)才能運(yùn)行。這樣勢(shì)必造成故障處理時(shí)，運(yùn)行人員的操作量增加，處理不及時(shí)可能會(huì)造成機(jī)組RB甚至爐膛滅火、機(jī)組跳閘的事故。

為此，研究通過(guò)在控制回路中增加延時(shí)繼電器的方式，實(shí)現(xiàn)其延時(shí)自啟功能。

實(shí)際改造時(shí)，經(jīng)過(guò)了三次回路的優(yōu)化，最終順利實(shí)現(xiàn)了該功能。

第一次改造電路如圖1所示。

圖1 第一次改造電路

即將BC繼電器(新加裝的)與原有的啟動(dòng)繼電器FS進(jìn)行并聯(lián)，端子號(hào)為3 (負(fù)端)和6 (正端)，將BC繼電器的延時(shí)斷開節(jié)點(diǎn)6和8與FS繼電器的常開接點(diǎn)并聯(lián)，端子號(hào)為10 (正端)和6 (負(fù)端)；改完試運(yùn)后，發(fā)現(xiàn)有給煤機(jī)出現(xiàn)停后自啟的現(xiàn)象，經(jīng)分析，認(rèn)為可能是FS與所加的延時(shí)繼電器BC在停指令發(fā)出繼電器失電后，線圈產(chǎn)生反電勢(shì)，自構(gòu)成回路，線圈吸合，F(xiàn)S接點(diǎn)閉合，停指令脈沖消失后，給煤機(jī)重新啟動(dòng)。

對(duì)電路布置做了更改，把FS的常開接點(diǎn)移至BC繼電器的前面，使之與FS繼電器構(gòu)不成回路，就不會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象。

改造后出現(xiàn)幾次給煤機(jī)無(wú)故跳閘、復(fù)位后重啟正常的現(xiàn)象。針對(duì)此現(xiàn)象，分析研究認(rèn)為是延時(shí)繼電器BC因振動(dòng)造成延時(shí)觸點(diǎn)發(fā)生松動(dòng)引起的FS繼電器瞬間失電。最初選用的延時(shí)繼電器體積較大，可能會(huì)存在振松的現(xiàn)象，后續(xù)都改成了體積較小的繼電器，未再發(fā)生此情況。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)電路再做改進(jìn)，在BC延時(shí)觸點(diǎn)的兩端再并上FS的一副常開備用接點(diǎn)8，12，即在10和6之間并上FS的常開觸點(diǎn)。

改造后經(jīng)試驗(yàn)，電源切換時(shí)，自動(dòng)重啟功能正常。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行觀察，給煤機(jī)運(yùn)行正常，未再發(fā)生停運(yùn)后重啟及運(yùn)行時(shí)誤跳的現(xiàn)象。

2 磨煤機(jī)熱風(fēng)擋板控制回路改造

某廠磨煤機(jī)熱風(fēng)擋板為蘭州長(zhǎng)信電力設(shè)備有限責(zé)任公司產(chǎn)品，就地氣動(dòng)控制箱隨設(shè)備配供，2011年改造投運(yùn)。近三年，經(jīng)常發(fā)生運(yùn)行期間設(shè)備誤關(guān)現(xiàn)象。經(jīng)專業(yè)討論分析，認(rèn)為是受電路干擾的原因造成了電磁閥誤動(dòng)。該熱風(fēng)擋板原控制原理如圖2所示。

圖2 熱風(fēng)擋板原控制原理

設(shè)備切至遠(yuǎn)程后，DCS指令直接從3或4接到電磁閥線圈，線圈帶電，設(shè)備動(dòng)作。由于誤動(dòng)的設(shè)備分屬于不同機(jī)組的不同卡件，時(shí)間也不一致，所以排除了DCS本身指令的問(wèn)題，經(jīng)查歷史曲線，誤動(dòng)時(shí)，確實(shí)指令也沒(méi)有發(fā)出。

經(jīng)過(guò)研究，確定對(duì)控制回路進(jìn)行改造，增加自保持繼電器，即DCS開指令發(fā)出后，就地控制柜開回路自保持，電磁閥開線圈一直吸合，關(guān)指令發(fā)出后，開回路失電。

為防止電磁閥線圈VT1，VT2受電路干擾電壓的影響導(dǎo)致誤動(dòng)作，在線圈的動(dòng)作回路中，增加串接了繼電器的接點(diǎn)。由于正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備誤開的隱患小于誤關(guān)的隱患，誤關(guān)會(huì)造成磨煤機(jī)跳閘，甚至導(dǎo)致機(jī)組RB，本次改造在開回路中增加了自保持，關(guān)回路則沒(méi)有。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，當(dāng)電磁閥開線圈帶電動(dòng)作后，開線圈瞬時(shí)帶電并自保持，電磁閥維持原狀，不會(huì)反向動(dòng)作。當(dāng)閥閉指令使閥閉線圈帶電時(shí)，增加的K4同時(shí)動(dòng)作，其串接在閥開線圈中的常閉接點(diǎn)斷開使閥開線圈解除自保持。

改造后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，設(shè)備開、關(guān)正常，有效避免了因控制電源回路電壓干擾導(dǎo)致的設(shè)備誤關(guān)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間觀察，設(shè)備也未再發(fā)生誤動(dòng)現(xiàn)象。因此確定對(duì)同類型的12臺(tái)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行改造。

3 給水泵再循環(huán)閥控制回路改造

某廠給水泵再循環(huán)閥為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，低負(fù)荷時(shí)，會(huì)根據(jù)指令開啟，防止小流量造成泵的過(guò)熱和氣蝕現(xiàn)象。但正常運(yùn)行時(shí)，閥門誤開也會(huì)造成給水流量的大幅擾動(dòng)，進(jìn)而給機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)較大隱患。

2021-08-11，某廠1B給水泵再循環(huán)閥在機(jī)組正常運(yùn)行中，突然全開。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)控制回路過(guò)濾減壓閥的調(diào)壓裝置損壞，導(dǎo)致過(guò)濾減壓閥鎖死，氣源無(wú)法通過(guò)，且閥門為單氣缸氣關(guān)閥，失去氣源后閥門開啟。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看及事后分析，認(rèn)為該事件的直接原因?yàn)檫^(guò)濾減壓閥損壞，根本原因在于該氣動(dòng)閥門的控制回路沒(méi)有鎖氣器，無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)閥門“三斷(斷氣、斷電、斷信號(hào))保位”功能中的斷氣保位功能。確定對(duì)其控制回路進(jìn)行改造，原理如圖3所示。

圖3 單氣缸控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制改造原理

為防止單氣缸控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在氣源失去時(shí)快開或快關(guān)，統(tǒng)一在氣缸入口增加鎖氣器，其功能是當(dāng)氣源失去時(shí)，閉鎖氣缸和控制氣路之間的通路，使氣缸的氣鎖閉，達(dá)到保位的目的，具體的保位時(shí)間由氣缸的密封性確定。

圖3中虛線框內(nèi)電磁閥(快開或快關(guān))、快排閥、放大器根據(jù)各個(gè)調(diào)閥的功能配置，有的安裝，有的不安裝，沒(méi)有統(tǒng)一要求。

雙氣缸調(diào)節(jié)型的閥門在總氣源失去時(shí)，因?yàn)闆](méi)有機(jī)構(gòu)本身彈簧力的作用，一般不會(huì)快開或快關(guān)，但也存在因工藝介質(zhì)的作用力導(dǎo)致閥門或擋板開啟或關(guān)閉的可能。現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有安裝鎖氣器的，也可參照?qǐng)D3在兩側(cè)氣缸的入口安裝鎖氣器。

改造后經(jīng)試驗(yàn)，閥門開關(guān)正常，失氣后保位功能正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，就地設(shè)備的控制一般都會(huì)有二次控制回路，或?yàn)殡娀芈罚驗(yàn)闅饣芈贰⒁夯芈贰，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)的故障往往都與該回路有關(guān)，由于涉及電氣、機(jī)務(wù)等知識(shí)，這些對(duì)控制專業(yè)人員來(lái)說(shuō)往往是薄弱點(diǎn)。上述改造可供生產(chǎn)企業(yè)的控制專業(yè)同行參考。