火电厂锅炉过热器PCV放空阀自动控制方式调整安全性研究

王凯 王伟 龚永杰 崔腾旭

摘 要 火电厂锅炉装置过热器PCV放空阀一般采用压力开关检测、电磁阀控制的气动泄压装置，目前DCS系统控制使得锅炉过热蒸汽压力更加稳定，压力开关长时间不动作导致开关触点粘连、压力开关定值漂移，造成PCV放空阀误动作或者拒动，严重影响锅炉蒸汽管道、设备的安全，容易造成事故，因此要采用更加安全、可靠的连锁动作方式取代压力开关机械式动作显得尤为必要。本文就过热器PCV放空阀自动控制方式调整的安全性进行研究。

关键词 锅炉;过热器;PCV放空阀;连锁

引言

随着DCS控制系统的使用更加稳定、安全，无论是采用进口还是国产DCS系统，均可满足国内火电厂、化工自备电厂的使用要求，锅炉出口过热蒸汽压力控制更加稳定的同时，也导致锅炉过热器PCV放空阀长时间不动作，造成机械式压力开关零漂、拒动，如何更加安全的保证锅炉过热蒸汽压力稳定，自动控制动作方式的调整及优化就显得尤为必要。

1PCV阀门控制现状

某项目锅炉装置过热器PCV放空阀是通过压力开关检测、电磁阀控制的气动泄压装置，当锅炉蒸汽压力较高，达到阀门打开的设定压力时阀门打开进行泄压，当工况压力降到阀门关闭压力时阀门关闭。PVC阀门既可以通过手动开关进行控制，也可以通过压力开关进行控制。

每台锅炉过热器配置1台PCV放空阀，采用2537型控制台、3539型控制器，其中2537型控制台安装于SCR集控室操作台上，用于工艺人员手/自动选择及手动开关操作，系统UPS电源供电控制回路及操作台供电;3539型控制器安置于现场，进行压力开关及控制回路集成，現场机柜间UPS外配220V AC电源为现场电磁阀回路供电。

每个过热器PCV放空阀，配置压力开关1个，启座值13MPa、回座值12.75MPa，当2537型控制台选择自动“AUTO”模式时，阀门开关动作由压力开关硬回路连锁控制。

2019年9月21日，5#锅炉PCV放空阀在自动模式下，锅炉压力不足11.9MPa时阀门自动打开，因阀门前手阀未打开，未造成蒸汽放空，拆下压力开关检查发现压力开关定值漂移，目前10台锅炉基本都处于手动操作模式。

锅炉长时间运行且蒸汽压力控制稳定的情况下，压力开关动作频次极低，导致压力开关长时间不动作，机械部件容易卡涩、粘连导致蒸汽压力超过危险设定值时无法第一时间打开或者拒动，造成锅炉蒸汽压力继续升高，可能导致锅炉蒸汽管道、汽包等设备超压爆管，造成重大设备事故。

鉴于PCV阀门对于锅炉安全运行重要的作用，为彻底解决PCV阀门误动作问题，保证阀门随蒸汽压力自动连锁开关，维持锅炉蒸汽压力安全、稳定，探讨并研究如何取代压力开关机、械式报警连锁PCV阀门开关方式，将显得尤为重要[1]。

2问题分析

（1）本项目实施基于现场使用压力开关设定过热蒸汽压力高报警定值，分别设定阀门启座压力和回座压力，并将两个压力报警接点信号引入现场硬回路控制中：达到PSL值时在3539控制台显示压力高报警，指示灯亮;过热蒸汽压力高于启座值PSH 13MPa时，电磁阀得电阀门打开;低于回座值12.75MPa时电磁阀失电阀门关闭，报警指示灯灭。

（2）在DCS系统中，过热蒸汽压力有2个远传Rosemount压力变送器，精度±0.075%，利用DCS控制逻辑分别计算出PCV阀门启座和回座压力定值PSH＼PSL，取代现场压力开关判定的两组连锁动作接点。

（3）将两组接点信号接入现场控制回路中，用以实现远程变送器连锁动作PCV放空阀打开或关闭连锁。

（4）远程变送器精度更高，采用2台变送器取值比单台机械式压力开关动作更为准确、可靠，有效避免因长时间不动作，压力开关定值偏移及零漂等问题造成的阀门误打开或者拒动现象，防止过热器PCV放空阀失效[2]。

3解决方案

3.1 现场回路改造

现场回路改造主要工作为拆除压力开关及输出节点接线，查找备用信号电缆、修改控制回路接法。关闭压力开关根部阀，断开机柜间至PCV阀控制箱UPS外配供电空开及工艺操作台至PCV阀控制箱供电空开;拆除压力开关至控制箱端子接线。在现场PCV阀控制柜去机柜间线路中找出一组备用信号线：现场侧T7端子、继电器线圈火线间串入DCS指令、零线回路不变。

3.2 控制系统组态

系统部分随现场回路改造后进行相应逻辑变更，主要为压力测点选值及启座值、回座值逻辑判定。

压力测点选值P：选取“锅炉出口过热蒸汽压力”，P1压力＼P2压力，做“二取平均”;

启座值、回座值逻辑判定：

（1）P<12.75MPa时，输出信号“0”;

（2）13>P>12.75MPa时，若P从12.75MPa以下触发上升沿延时1s，记录保持信号1，输出信号“0”;若P从13MPa以上触发下降沿延时1s，记录保持信号1，输出信号“1”。

（3）13MPa

查找DCS系统备用DO通道，即：“输出信号”继电器;

将现场查找到的备用信号线接在继电器“常开”触点。

4结束语

通过DCS远程双压力变送器AI模拟量信号做逻辑判定，并将判定后的启座、回座压力连锁指令发送给现场硬回路，实现有效替换压力开关机械式定值动作方式，可有效避免机械开关因长时间不动作导致的接点触点粘连、拒动，造成锅炉过热蒸汽超压事故发生，且变送器精度更好、灵敏度更高，配合DCS系统稳定性更强，保留原有2537控制台手动操作方式，实现手动、自动两种方式的PCV放空动作，更加有效地保证了锅炉的安全。

参考文献

[1] 尚思冲.DCS应用中存在的问题及发展趋势[J].自动化应用，2015， （12）：53，55.

[2] 张述飞.锅炉燃气压力控制改造[J].化工自动化及仪表，2018， （1）：90-92.