高加解列控制原理分析与改进祖运行

张会锋

【摘 要】本文依据豫联电厂300MW亚临界汽轮发电机组高加系统，分析高加系统解列的控制流程和减少系统误动作的改进措施，通过改进高加系统解列操作流程和联锁保护逻辑，提高了机组运行的安全性，有效防止了运行人员的误操作，方便高加解列阀的检修。

【关键词】高加解列；安全性；误操作

0.概述

我厂3台300MW发电机组#4、5、6机高加系统，其控制系统（DCS）软件均采用ABB贝利公司的INFI90系统，DCS控制技术成熟，自动化程度高。高加系统作为机组重要的换热设备，与其相关的机组联锁保护较多，各种保护交错繁杂，机组正常运行中，采集的各种压力、液位、温度等信号波动，以及机组定期工作中的一些试验引起的信号波动，都可能造成机组保护的误动作。从而解列高加系统，降低机组的发电负荷。通过对生产中一些故障原因的分析，结合联锁保护原理，选用对复杂系统进行分化，分开控制，简化操作流程等方法，降低误动作事故发生的概率，提高机组运行的安全性。

1.高加系统结构及控制逻辑

1.1高加系统主要设备结构图

如图1高加系统主要有：高加进、出口联成阀（美国泰科公司）、#1、2、3高加，高加解列阀、高加泄放阀，速度控制阀等组成。高加进、出口联成阀基本结构相似，主要由手轮、阀杆、阀芯、活塞、阀座、阀盖等组成。阀杆上部装有行程开关，指示联成阀的开关位置。并通过电讯号送至DCS控制系统，进行联锁保护的控制，阀杆上部有手轮，在高加不能自动解列时，可通过操作手轮，强制关闭联成阀，解列高加。高加解列阀、泄放阀都为气动疏水阀，其开关信号也送至DCS控制系统，进行联锁保护的控制。

1.2高加系统工作和解列的控制原理

1.2.1正常运行

高加系统正常运行时，联成阀活塞上、下表面，承受的压力都为当时的给水压力，因活塞上、下部分表面积相同，上、下部分受力相互抵消，故活塞所受的合力为零。同样，阀芯的上、下表面，所受压力也为当时的给水压力，但因阀芯下部表面积要大于上部表面积，所以，无论给水压力怎样变化，阀芯所受合力始终不为零，且垂直向上，这样，阀芯也就一直被顶在开启位置。

1.2.2高加解列

当高加因某一原因（如水位高高保护动作）自动或手动解列时，高加解列阀打开，活塞下方的给水迅速泄压（活塞与活塞缸之间，及阀杆与衬套之间的间隙很小，活塞下方来不及补水），而活塞上方仍源源不断地有给水补充，使得活塞上下形成巨大的差压，这时活塞所受向下的合力远大于阀芯所受向上的合力，阀芯就被快速关下，高加水侧迅速隔离，高加水侧解列同时联锁保护关闭高加汽侧进汽逆止阀等阀门，高加系统退出运行。此时主给水经高加进口阀芯上部和高加旁路管直接去锅炉。高加解列及保护动作流程为：发出高加解列信号→高加解列阀打开→关闭高加联成阀→解列阀开信号到位→开信号启动高加系统联锁保护→高加系统退出工作。

2.高加系统存在的问题

（1）高加系统因某一原因解列，系统自动控制开启高加解列阀和泄放阀，关闭高加进、出口联成阀，解列高加系统。解列阀在系统解列的联锁保护中起到一个承前启后的作用，其开信号相关的联锁保护较多，一旦信号异常或者电路出现问题，高加系统将不能正常解列或者误动作解列。

（2）高加解列阀作为高加解列的主要设备，其承载高加联成阀内部活塞下腔20Mpa的工作压力，由于工作压力高，解列阀使用几年就会出现阀门内漏情况，若要检修或更换解列阀就需要退出高加系统的所有联锁保护，拆除行程开关的接线，这样机组就在失去保护下运转，存在着安全隐患。

（3）从事故发生的概率来看，一个保护信号（如解列阀开信号），与其相关的保护动作条件越多，发生事故的概率就越高，这种现象在生产实践中也得到了证实。

3.改进方法

（1）将高加系统解列划分为两部分，a、高加解列的过程，b、高加解列后启动的联锁保护。原来的系统中这两部分都有高加解列阀来控制完成，事故概率高。现在将这两部分工作分配给高加系统解列时的两个相关设备来分别完成，即高加解列的过程，由高加解列阀来控制；高加解列后启动的联锁保护由高加联成阀的行程开关来控制。这样分开控制，解列阀不关联高加系统的联锁保护，这样就降低了事故发生的概率。具体流程为：发出高加解列信号→高加解列阀打开→关闭高加联成阀→高加联成阀关信号到位→关信号启动高加系统联锁保护→高加系统退出工作。

（2）在高加解列的控制流程上，进一步优化。在原来系统中若手动操作高加解列，需要先操作打开高加解列阀，再操作打开高加泄放阀，解列高加系统。改进后在高加系统控制的操作面板上专门制作了一个高加解列按钮，按下这个按钮后同时开启高加解列阀和泄放阀，解列高加系统。防止了操作人员误操作按下其他按钮。

（3）由于高加解列阀开关信号不启动联锁保护，若检修解列阀就不用退出高加系统的联锁保护，提高了安全性。

4.改进后的效果分析

这种改进，在我厂#6机组高加系统中应用后，机组运行稳定，保护动作准确、可靠；同时简化了运行人员的操作，在检修或更换高加解列阀时，不用再退出高加系统的联锁保护，只用关闭高加解列阀前手动截止阀就行了，方便了检修维护。取得了较好的效果。

5.结束语

汽轮发电机组高加系统，相关联锁保护较多，在机组发生事故时能否快速、可靠的解列，直接影响机组的安全运行，通过对高加控制流程的一些改进，提高了机组的安全性和可靠性，同时高加系统利用率的提高，也增加了经济效益。

【参考文献】

[1]Flow Control/Dewrance液动高加入口三通阀安装维修手册.美国tyco公司，2002.

[2]丁铭，刘桂生.Dewrance高加联成阀故障处理[J].热力发电，2007（11）.

[3]李小龙.浅析高压加热器联成阀泄漏及改造应用实践[J].甘肃科技，2012（08）.