660MW机组PCV阀在四种控制方式下的可靠动作分析

朱宝峰　赵春宇

摘 要：PCV阀可以保护大型锅炉的过热器在安全汽压下运行。为了保证PCV阀的可靠动作，一般会设置多种开启方式，但启用多种控制方式往往存在误动风险，因此，控制方式之间的有效互锁是保证其可靠动作的前提条件。

关键词：PCV阀；可靠控制；误动；闭锁

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0039-02

1 PCV阀

PCV是Pressure Control Valve 的缩写，中文名称为“压力控制阀”，一般安装在锅炉过热器蒸汽出口的管道上。PCV阀的主要作用是保护安全阀，减少安全阀的动作次数。当过热蒸汽压力高于PCV阀启座定值时，PCV阀将自动打开卸压，其启座压力定值要比安全阀稍低一些。如果过热蒸汽压力仍然上涨，达到安全阀启座定值，安全阀将启座；如果过热蒸汽压力下降，安全阀不动作，当过热蒸汽压力下降到PCV阀回座定值时，PCV阀将自动关闭。

2 PCV阀的控制回路

2.1 PCV阀气的动控制部分

PCV阀的控制气源取自仪用气源，压缩空气经滤减压器送至电磁阀入口，电磁阀出口分为两路，分别接入气缸的上缸和下缸气源口。控制电磁阀为220 V双电控电磁阀，电磁阀有两组线圈，当其中一组线圈带电时，电磁阀阀芯移位，其相对应的气路导通，而另一路对大气泄压，气缸做活塞运动带动阀门动作；当另一组线圈带电时，电磁阀阀芯的移位方向与活塞运动的方向相反。由此可见，通过对电磁阀的控制来改变气路，就能够使阀门完成开、关的动作过程。

2.2 PCV阀的4种电气控制方式

为了保证PCV阀动作的灵活性，其动作的方式大致分为自动和手动两种。自动控制方式又分为压力保护控制和DCS远控指令控制；手动控制方式又分为就地控制箱按钮控制和集控室硬手操控制。

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“自动”方式后，通过“闭锁继电器”切入自动控制回路，默认接通的将是压力保护控制回路，压力保护控制回路通过“压力控制切除继电器（Transducer override relay）”的常闭触点与压力控制器的动作触点构成PCV阀的开/关回路作用于开/关阀的电磁阀线圈。当主汽压力超过PCV阀设定的启座值后，PCV开阀电磁阀线圈带电，PCV阀开启；相反，当主汽压力低于回座值后，PCV关阀电磁阀线圈带电，开阀电磁阀线圈失电，PCV阀关闭。如果在主汽压力正常的情况下，想开启PCV阀，可由DCS发出开阀指令。由于DCS指令为脉冲指令，如果当阀门开启，DCS指令脉冲消失，判定压力低于回座值的情况下，阀门则由压力控制器控制接通关阀回路，PCV阀将自动关闭。

2.2.2 手动控制回路

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“手动”方式后，通过“闭锁继电器”切入手动控制回路，操作员可通过放置在集控室的“硬手操面板”或“就地控制箱”按钮来开启或关闭PCV阀。此时，旁路所有的自动控制回路直接将电源接入电磁阀线圈，动作会更加可靠。

3 PCV阀控制回路的防误动分析

3.1 防误动措施

大多数压力控制保护回路多采用压力开关，但是大量程的压力开关在机组大范围变负荷或异常工况时，主蒸汽压力信号往往变化很大，但压力开关的设定值很容易因为周围振动和高温环境而迁移，从而导致PCV阀的误动或拒动。为了避免PCV阀的误动，可用压力变送器与阿波罗智能二次仪表来取代压力开关的控制。这种测量、控制方式可增强测量的准确性和保护动作的可靠性，同时避免了压力开关的弹簧管因环境温度变高，使其弹性（膨胀）系数发生变化，自由端的位移量比正常位移量大，导致动作值降低，控制回路提前动作，从而造成PCV阀误动作。

3.2 手、自动控制回路闭锁

控制回路的启、闭是由闭锁继电器进行切换的，因此在自动模式下，任何手动操作都是无效的；如果在手动模式下，自动回路也将闭锁。

3.3 DCS和压力保护回路的闭锁

自动控制回路默认接通的是压力保护回路，因此，即使发生运行状况异常，并且来不及人为操作时，压力保护回路也会正确动作。如果压力保护回路发生故障时，操作人员也可以远程开启PCV阀。当操作人员误开启PCV阀时，如果主汽压力低于回座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而关闭；如果主汽压力高于启座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而开启。

4 结束语

在锅炉的实际运行中，PCV阀保护的重要性尤为突出。怎样保证PCV的正确动作，降低误动率和拒动率，以及发生拒动和误动后迅速进行纠偏，是设计PCV控制回路时必须考虑的因素。因此，保证PCV阀控制回路的可靠性对锅炉的安全、经济运行具有实际意义。

参考文献

[1]章德龙.600 MW火电发电机组培训教材——锅炉设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]张鸾英，孙万云.火电厂过程控制[M].北京：中国电力出版社，2000.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： PCV valve can protect large boiler superheater steam pressure to run in a safe. To ensure reliable operation of the PCV valve， generally will set a variety of open way， but there is often a way to enable a variety of control malfunction risk， therefore， control the effective interlock between the ways is a prerequisite to ensure its reliable operation of.

Key words： PCV valve； reliable control； malfunction； lockout

摘 要：PCV阀可以保护大型锅炉的过热器在安全汽压下运行。为了保证PCV阀的可靠动作，一般会设置多种开启方式，但启用多种控制方式往往存在误动风险，因此，控制方式之间的有效互锁是保证其可靠动作的前提条件。

关键词：PCV阀；可靠控制；误动；闭锁

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0039-02

1 PCV阀

PCV是Pressure Control Valve 的缩写，中文名称为“压力控制阀”，一般安装在锅炉过热器蒸汽出口的管道上。PCV阀的主要作用是保护安全阀，减少安全阀的动作次数。当过热蒸汽压力高于PCV阀启座定值时，PCV阀将自动打开卸压，其启座压力定值要比安全阀稍低一些。如果过热蒸汽压力仍然上涨，达到安全阀启座定值，安全阀将启座；如果过热蒸汽压力下降，安全阀不动作，当过热蒸汽压力下降到PCV阀回座定值时，PCV阀将自动关闭。

2 PCV阀的控制回路

2.1 PCV阀气的动控制部分

PCV阀的控制气源取自仪用气源，压缩空气经滤减压器送至电磁阀入口，电磁阀出口分为两路，分别接入气缸的上缸和下缸气源口。控制电磁阀为220 V双电控电磁阀，电磁阀有两组线圈，当其中一组线圈带电时，电磁阀阀芯移位，其相对应的气路导通，而另一路对大气泄压，气缸做活塞运动带动阀门动作；当另一组线圈带电时，电磁阀阀芯的移位方向与活塞运动的方向相反。由此可见，通过对电磁阀的控制来改变气路，就能够使阀门完成开、关的动作过程。

2.2 PCV阀的4种电气控制方式

为了保证PCV阀动作的灵活性，其动作的方式大致分为自动和手动两种。自动控制方式又分为压力保护控制和DCS远控指令控制；手动控制方式又分为就地控制箱按钮控制和集控室硬手操控制。

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“自动”方式后，通过“闭锁继电器”切入自动控制回路，默认接通的将是压力保护控制回路，压力保护控制回路通过“压力控制切除继电器（Transducer override relay）”的常闭触点与压力控制器的动作触点构成PCV阀的开/关回路作用于开/关阀的电磁阀线圈。当主汽压力超过PCV阀设定的启座值后，PCV开阀电磁阀线圈带电，PCV阀开启；相反，当主汽压力低于回座值后，PCV关阀电磁阀线圈带电，开阀电磁阀线圈失电，PCV阀关闭。如果在主汽压力正常的情况下，想开启PCV阀，可由DCS发出开阀指令。由于DCS指令为脉冲指令，如果当阀门开启，DCS指令脉冲消失，判定压力低于回座值的情况下，阀门则由压力控制器控制接通关阀回路，PCV阀将自动关闭。

2.2.2 手动控制回路

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“手动”方式后，通过“闭锁继电器”切入手动控制回路，操作员可通过放置在集控室的“硬手操面板”或“就地控制箱”按钮来开启或关闭PCV阀。此时，旁路所有的自动控制回路直接将电源接入电磁阀线圈，动作会更加可靠。

3 PCV阀控制回路的防误动分析

3.1 防误动措施

大多数压力控制保护回路多采用压力开关，但是大量程的压力开关在机组大范围变负荷或异常工况时，主蒸汽压力信号往往变化很大，但压力开关的设定值很容易因为周围振动和高温环境而迁移，从而导致PCV阀的误动或拒动。为了避免PCV阀的误动，可用压力变送器与阿波罗智能二次仪表来取代压力开关的控制。这种测量、控制方式可增强测量的准确性和保护动作的可靠性，同时避免了压力开关的弹簧管因环境温度变高，使其弹性（膨胀）系数发生变化，自由端的位移量比正常位移量大，导致动作值降低，控制回路提前动作，从而造成PCV阀误动作。

3.2 手、自动控制回路闭锁

控制回路的启、闭是由闭锁继电器进行切换的，因此在自动模式下，任何手动操作都是无效的；如果在手动模式下，自动回路也将闭锁。

3.3 DCS和压力保护回路的闭锁

自动控制回路默认接通的是压力保护回路，因此，即使发生运行状况异常，并且来不及人为操作时，压力保护回路也会正确动作。如果压力保护回路发生故障时，操作人员也可以远程开启PCV阀。当操作人员误开启PCV阀时，如果主汽压力低于回座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而关闭；如果主汽压力高于启座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而开启。

4 结束语

在锅炉的实际运行中，PCV阀保护的重要性尤为突出。怎样保证PCV的正确动作，降低误动率和拒动率，以及发生拒动和误动后迅速进行纠偏，是设计PCV控制回路时必须考虑的因素。因此，保证PCV阀控制回路的可靠性对锅炉的安全、经济运行具有实际意义。

参考文献

[1]章德龙.600 MW火电发电机组培训教材——锅炉设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]张鸾英，孙万云.火电厂过程控制[M].北京：中国电力出版社，2000.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： PCV valve can protect large boiler superheater steam pressure to run in a safe. To ensure reliable operation of the PCV valve， generally will set a variety of open way， but there is often a way to enable a variety of control malfunction risk， therefore， control the effective interlock between the ways is a prerequisite to ensure its reliable operation of.

Key words： PCV valve； reliable control； malfunction； lockout

摘 要：PCV阀可以保护大型锅炉的过热器在安全汽压下运行。为了保证PCV阀的可靠动作，一般会设置多种开启方式，但启用多种控制方式往往存在误动风险，因此，控制方式之间的有效互锁是保证其可靠动作的前提条件。

关键词：PCV阀；可靠控制；误动；闭锁

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0039-02

1 PCV阀

PCV是Pressure Control Valve 的缩写，中文名称为“压力控制阀”，一般安装在锅炉过热器蒸汽出口的管道上。PCV阀的主要作用是保护安全阀，减少安全阀的动作次数。当过热蒸汽压力高于PCV阀启座定值时，PCV阀将自动打开卸压，其启座压力定值要比安全阀稍低一些。如果过热蒸汽压力仍然上涨，达到安全阀启座定值，安全阀将启座；如果过热蒸汽压力下降，安全阀不动作，当过热蒸汽压力下降到PCV阀回座定值时，PCV阀将自动关闭。

2 PCV阀的控制回路

2.1 PCV阀气的动控制部分

PCV阀的控制气源取自仪用气源，压缩空气经滤减压器送至电磁阀入口，电磁阀出口分为两路，分别接入气缸的上缸和下缸气源口。控制电磁阀为220 V双电控电磁阀，电磁阀有两组线圈，当其中一组线圈带电时，电磁阀阀芯移位，其相对应的气路导通，而另一路对大气泄压，气缸做活塞运动带动阀门动作；当另一组线圈带电时，电磁阀阀芯的移位方向与活塞运动的方向相反。由此可见，通过对电磁阀的控制来改变气路，就能够使阀门完成开、关的动作过程。

2.2 PCV阀的4种电气控制方式

为了保证PCV阀动作的灵活性，其动作的方式大致分为自动和手动两种。自动控制方式又分为压力保护控制和DCS远控指令控制；手动控制方式又分为就地控制箱按钮控制和集控室硬手操控制。

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“自动”方式后，通过“闭锁继电器”切入自动控制回路，默认接通的将是压力保护控制回路，压力保护控制回路通过“压力控制切除继电器（Transducer override relay）”的常闭触点与压力控制器的动作触点构成PCV阀的开/关回路作用于开/关阀的电磁阀线圈。当主汽压力超过PCV阀设定的启座值后，PCV开阀电磁阀线圈带电，PCV阀开启；相反，当主汽压力低于回座值后，PCV关阀电磁阀线圈带电，开阀电磁阀线圈失电，PCV阀关闭。如果在主汽压力正常的情况下，想开启PCV阀，可由DCS发出开阀指令。由于DCS指令为脉冲指令，如果当阀门开启，DCS指令脉冲消失，判定压力低于回座值的情况下，阀门则由压力控制器控制接通关阀回路，PCV阀将自动关闭。

2.2.2 手动控制回路

根据图1所示的控制回路图，当转换开关切入“手动”方式后，通过“闭锁继电器”切入手动控制回路，操作员可通过放置在集控室的“硬手操面板”或“就地控制箱”按钮来开启或关闭PCV阀。此时，旁路所有的自动控制回路直接将电源接入电磁阀线圈，动作会更加可靠。

3 PCV阀控制回路的防误动分析

3.1 防误动措施

大多数压力控制保护回路多采用压力开关，但是大量程的压力开关在机组大范围变负荷或异常工况时，主蒸汽压力信号往往变化很大，但压力开关的设定值很容易因为周围振动和高温环境而迁移，从而导致PCV阀的误动或拒动。为了避免PCV阀的误动，可用压力变送器与阿波罗智能二次仪表来取代压力开关的控制。这种测量、控制方式可增强测量的准确性和保护动作的可靠性，同时避免了压力开关的弹簧管因环境温度变高，使其弹性（膨胀）系数发生变化，自由端的位移量比正常位移量大，导致动作值降低，控制回路提前动作，从而造成PCV阀误动作。

3.2 手、自动控制回路闭锁

控制回路的启、闭是由闭锁继电器进行切换的，因此在自动模式下，任何手动操作都是无效的；如果在手动模式下，自动回路也将闭锁。

3.3 DCS和压力保护回路的闭锁

自动控制回路默认接通的是压力保护回路，因此，即使发生运行状况异常，并且来不及人为操作时，压力保护回路也会正确动作。如果压力保护回路发生故障时，操作人员也可以远程开启PCV阀。当操作人员误开启PCV阀时，如果主汽压力低于回座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而关闭；如果主汽压力高于启座值，PCV阀会在DCS脉冲指令消失后通过压力保护回路而开启。

4 结束语

在锅炉的实际运行中，PCV阀保护的重要性尤为突出。怎样保证PCV的正确动作，降低误动率和拒动率，以及发生拒动和误动后迅速进行纠偏，是设计PCV控制回路时必须考虑的因素。因此，保证PCV阀控制回路的可靠性对锅炉的安全、经济运行具有实际意义。

参考文献

[1]章德龙.600 MW火电发电机组培训教材——锅炉设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]张鸾英，孙万云.火电厂过程控制[M].北京：中国电力出版社，2000.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： PCV valve can protect large boiler superheater steam pressure to run in a safe. To ensure reliable operation of the PCV valve， generally will set a variety of open way， but there is often a way to enable a variety of control malfunction risk， therefore， control the effective interlock between the ways is a prerequisite to ensure its reliable operation of.

Key words： PCV valve； reliable control； malfunction； lockout