浅析140MW机组供热汽泵改造

陈继斌

摘 要：#5机供热循环水泵调节系统采用就地PLC控制，无人机接口，正常运行时运行人员无法对系统运行状态参数进行监视，所以当程序出现故障或需要更改参数时，检修人员需要连接笔记本电脑才能对故障进行查询以及参数更改，这样就大大增加了消除故障时间，影响供热系统的安全运行。

关键词：PLC； 转速探头； 单点调节

十里泉电厂#5机组投产于80年代初，原设计125MW容量，因年代久远，该机型效率低、热耗高，为此我厂在2003年对其进行140MW增容改造，并于2009年响应市政府号召，对机组进行供热改造，作为枣庄市主供热机组。#5机供热系统设计安装有2台汽动循环泵、4台电动循环泵，其中汽动循环泵用机组抽汽来驱动运行，采用就地PLC进行控制，每台汽动循环泵安装有1个就地操作控制柜，用来实现汽泵的启动、停止、手动、自动的切换等功能。我厂#5机组供热系统投运后出现一系列问题，2012年至2013年供热周期内，汽动循环泵月平均故障达到7.05%故障，严重影响了供热系统的安全稳定运行。

表1供热系统时间

项目时间 2012年12月 2013年1月 2013年1月 合计

系统应运行时间（H） 749 748 676 2173

系统实际时间（H） 696 740 630 2066

系统故障时间（H） 53 44 46 143

系统故障率（%） 7.61 6.25 7.30 21.16

月均故障率（%） 7.05

现场调查我们对就地甲、乙供热汽动循环泵控制电缆绝缘进行测量，电缆绝缘电阻均大于20MΩ，符合要求，电缆无接地；对就地甲、乙供热汽动循环水泵控制柜内接线端子板进行逐一检查，确认就地24个端子板接线良好，标识清晰无松动现象，也符合要求，最后将转速探头拆下进行校验，转速误差小于给定转速的2%，校验合格。确定不是因就地设备损坏导致故障的增加以后，经相关专业人员讨论，针对以下几个方面的问题进行分析。

1 汽动循环泵就地控制箱内PLC无人机接口

我厂#5机供热循环水泵调节系统采用就地PLC控制，无人机接口，正常运行时运行人员无法对系统运行状态参数进行监视，所以当程序出现故障或需要更改参数时，检修人员需要连接笔记本电脑才能对故障进行查询以及参数更改，这样就大大增加了消除故障时间，影响供热系统的安全运行。

2 汽动循环泵转速测点采用单点调节

对供热汽动循环水泵逻辑进行查看分析后，发现单点调节存在以下问题：一旦信号有波动就会造成循环泵运行异常，影响供热，安全性较低。2、供热系统汽动循环泵转速调节系统采用就地转速探头信号先送入PLC控制器，经转换后送到DCS系统进行显示和调节，和实际转速存在较大偏差，调节精度不能满足实际运行的需要，可靠性较低。小组成员查询2012年至2013年FAM工单，因转速信号波动造成循环水泵故障的时间为76小时，占转速调节系统故障时间的92.7%，可靠性较低，确定为要因。

综上所述，以上两条是影响汽泵发生故障的原因，针对无人机接口这个原因制定了三条方案并对其进行了优化：

方案一：更换不同型号测速探头，沿用以往方式将转速信号引入DCS控制系统进行控制。

方案二：在控制系统中加装PI卡件，将现有转速信号直接接入DCS控制系统进行控制。

方案三：就地加装三套转速测量仪表，将转速探头信号接入仪表后，通过计算后输出4-20mA标准信号进入DCS系统进行控制。

最终选取方案三增加转速表并将信号进入电子间实现DCS控制。改造前明确步骤：

3 商讨改造方案

措施：召开生产部、车间关于汽动循环泵转速控制改造方案实施会议。结合上级要求，组织小组成员讨论具体改造细节。

4 电缆敷设

措施：严格按照《华电国际十里泉发电厂电缆敷设规程》要求施工。

5 转速表安装

措施：讨论选取转速表型号。在就地控制箱上确定安装位置，并做好标记。使用检验合格打孔钻进行箱门打孔。将选取的轉速表安装于箱门上，并接线。

6 DCS系统逻辑修改

措施：按照生产部要求在逻辑中增加PID模块，同时转速信号采用三取二进行调节，并设定好参数。进行供热汽动循环泵转速静态试验。

实施一：取消就地PLC，重新敷设控制信号电缆，电缆从供热电子间#20DPU柜敷设至抽汽供热甲、乙汽动循环泵控制柜，敷设要求完全符合《华电国际十里泉发电厂电缆敷设规程》要求。实施二：更换就地转速表型号并对LN2000控制系统的画面、数据库进行修改、在逻辑中增加PID模块同时转速信号采用三取中值调节逻辑，设置参数。组态逻辑如下图所示：

（a） （b）

图1 组态逻辑改造前后

#5供热汽泵改造后，就地转速表与DCS控制系统CRT画面显示一致，满足规程要求为机组供热提供可靠保障，之后对2013年至2014年供热期间汽泵故障情况进行了统计，发现汽泵故障率下降至1.61%。

表2供热汽泵故障情况表

这次改造之所以问题得到解决主要体现在如下两个方面：增加汽动循环泵控制逻辑和画面后，检修人员可以随时观察实时数据，提高对系统实时运行状态检查速度，对各参数信号的历史趋势进行查阅，发现问题及时解决，提高了系统运行的可靠性和安全性。转速调节系统由原来的单点控制改为三取中值进行控制，降低了系统误动的风险，提高了设备的可靠性，避免了因转速表故障造成的整个汽动循环水泵无法正常工作，提高了系统调节的可靠性和准确性，改造后未发生因转速信号波动造成的汽动循环泵停运的故障。

此次改造保证了广大市民能够温暖过冬，为提高人们生活质量，减少环境污染，促进社会和谐发展做出了应有的贡献，并减轻了检修劳动强度，确保了人身和设备安全。改造后我们将系统新增测点与逻辑编入了《热控检修队逻辑数据库》，并将图纸交资料室存档。以上改进措施通过车间审核后，经厂生技部批准已纳入热控检修队规程，上述措施自批准之日起正式执行。

参考文献：

[1] 戈志华，杨佳霖，何坚忍，等.大型纯凝汽轮机供热改造节能研究[J].中国电机工程学报.2012（17）：25-30.

[2] 林闽城.300MW纯凝机组供热改造技术可行性分析[J].浙江电力.2010（03）：40-43.

[3] 孔令先，李继伟，李宏伟.220MW汽轮机组供热改造研究与应用[J].节能技术.2010（04）：319-322.