天然气机组循环水泵出口蝶阀控制系统的改造

刘慧

摘 要：本研究结合燃机电厂机组循环水泵出口蝶阀控制系统改造的实例，分析了天然气机组循环水泵出口蝶阀控制系统的改造，主要从改造方案、系统的特点等方面进行了分析。

关键词：天然气机组；循环水泵；出口蝶阀；控制系统

中图分类号：TK323 文献标识码：A

当前，随着我国经济社会发展的转型升级，我国对电厂的运行的稳定性越来越高，但是在电厂机组运行中，循环水泵出口蝶阀往往出现这样那样的问题，导致出口蝶阀启停不正常，影响机组凝汽器的正常运行，甚至出现跳机现象，对机组运行的安全性和稳定性造成严重的影响。所以，改造天然气机组循环水泵出口蝶阀控制系统成为电厂当前的重要任务。

1 出口蝶阀控制系统中存在的问题

电厂的装机容量为5×300MW，总共有9台循环水泵，但是自从2013年2月以来，这些循环水泵出现不同程度的出口蝶阀启停不正常的问题，有几台循环输泵甚至出现了跳机现象，对于机组的正常运行构成极大的威胁。所以，电厂决定对循环水泵的出口蝶阀进行升级改造。循环水泵出口蝶阀控制系统的是由南方的一家公司生产的，通过控制逻辑实现继电器的控制，其主要存在的问题包括：

1.1 继电器硬触点出现松动、老化的问题，市场由于触点的接触不良而导致控制系统出现故障。由于控制系统的硬接线非常多，所以不容易查找故障的原因。

1.2 控制系统当中的电位器、就地控制箱和形成开关等，位于地下潮湿的环境当中，容易受到腐蚀和受潮，发生故障的概率比较高，经常发生故障。

1.3 一次测量元件不准确，出口蝶阀开度信号采用的是安装在出口蝶阀转轴上，通过可调动的电阻值的变化来反映蝶阀的开度，所以蝶阀的开关、蝶阀开到15°，等关键点的时候，都是采用的接触式行程开关来进行测量的。此外，控制邮箱采油压采用行程开关进行测量。但是由于一次元件测量的精度比较低，所以容易出现测量不准确等问题。

1.4 控制逻辑不完善。控制系统原有的蝶阀全开为0°，全关为90°，但是阀位表表示的恰恰相反，进而给人造成错觉。当出口蝶阀开到15°，而且循环水泵启动失败时，则蝶阀如果继续全开，容易造成循环水的倒流，从而影响凝汽器的真空，造成机组出线跳闸等不良现象，影响机组的正常运行。

液控蝶阀启停的相关逻辑：

条件：循环水泵停运，循环水泵联锁开关投入；控制逻辑为：控制室操作盘上开蝶阀——油泵启动——蝶阀开启——蝶阀开至15°——联锁启动循环水泵——蝶阀逐渐全部打开。

条件：循环水泵运行，循环水泵联锁开关投入；控制逻辑：控制室操作盘上官蝶阀——泄油电磁阀带电泄油——蝶阀——蝶阀关到15°——联锁循环水泵跳闸——蝶阀完全关闭。

条件：循环水泵停运，蝶阀联锁开关投入；控制逻辑：循环水泵启动——联锁开启蝶阀。

条件：循环水泵运行，蝶阀联锁开关投入；控制逻辑：循环水泵停运——联锁关闭蝶阀。

2 出口蝶阀控制系统改造方案

电厂天然气机组出口蝶阀控制系统的改造，是使用PLC可编程控制器是实现对逻辑的控制，而且对控制逻辑加以完善，通过触摸屏和旋转编码器实现对出口蝶阀的操作和显示。而改造一次元件，则使用耐腐性和可靠性良好的一次元件。

2.1 该系统改造采用的是可编程控制器，型号为OMRONCQM1来实现对逻辑的控制，而控制逻辑使用软件来实现编程，这种逻辑控制比较完善，可靠性比较强，从而优化了线路。

2.2 取消用于显示开度的显示器，用高精度的数字旋转编码器作为显示开度的一次元件。而为了确保控制逻辑的可靠性，应增加三只接近开关，分别为蝶阀全关、蝶阀全开和蝶阀开到15°三个关键点，由这三个开关负责监视。同时，把阀门实际开度和阀门指示的开度统一设置为90°，把阀位指示和阀门的实际开度调整到90°，阀全关为0°。

2.3 更换控制室盘上操作按钮和阀门的指示功能，用触摸屏实现显示和操作功能。其中，触摸屏的型号为NT32，可以接口与PLC相连接，显示阀门的位置开度与机组设备的运行状态，而且是实时显示，并对操作进行追索记忆，从而便于故障的分析。此外，触摸屏还可实现“关”“停”“开”蝶阀的控制功能，最终可使阀门在任意位置上停留。

3 改造效果分析

电厂2013年对机组的循环水泵的出口蝶阀控制系统进行了改造，出口蝶阀控制系统全部改造完成之后，控制系统的可靠性大幅提升，系统的故障率明显下降。操作人员在启动机组的循环水泵时，在检查启动条件，确认启动条件满足时，在系统的操作盘上实现循环水泵和出口蝶阀的自动启停，联锁功能正常，系统的运行安全可靠。在循环水泵出现跳闸之后，联锁出口蝶阀便實现了快速的自动关闭；在紧急的情况下，操作人员在操作盘上能够通过蝶阀泄油按钮进行泄油，从而是出口蝶阀迅速关闭，从而杜绝了蝶阀无法关闭而出现的真空下降现象，使蝶阀迅速关闭。改造之后的出口蝶阀控制系统具有以下特点：

3.1 系统的运行的安全性和稳定新增强。机组的正常运行实践表明，经过改造之后的9台循环水泵蝶阀控制系统的故障率大大降低，改造之后从未出现因为出口蝶阀控制系统的故障而出现的系统启停失败状况。所以，这也就在很大程度上减轻了操作人员的工作量和维修设备所用的时间。

3.2 PLC编程系统，软件易于修改，而且具有很强的灵活性。

3.3 触摸屏的操作非常方便，可以显示出口蝶阀的开度、报警记录和工艺流程等，具有很强的追忆功能，从而为事故的分析提供可靠的依据。

3.4 采用PLC系统与上位机通讯，能够把循环水泵出口蝶阀控制系统纳入到DSC系统当中，实现系统的远程控制。

结语

在电厂的设备当中，循环水泵可以说是比较重要的，而循环水泵出口蝶阀控制系统是否可靠，可直接影响天然气机组凝汽器真空的建立，对机组是不是可以安全稳定运行有着重要的影响，在一定程度上决定着机组的安全稳定运行。随着我国电力体制改革的进行，电厂只有安全稳定运行才能满足机组运行的需要。在本文中，笔者结合自身的工作实际和所掌握的理论知识，并结合某电厂改造循环水泵控制系统的实例，从出口蝶阀控制系统中存在的问题、出口蝶阀控制系统的改造方案和改造方案效果等几个方面探究了天然气机组循环水泵出口蝶阀控制系统的改造。

参考文献

[1]刘爱民.提高循环水泵系统可靠性的策略[J].华北电力技术，2014（06）.