循環(huán)水系統(tǒng)將冷卻水送至高低壓凝汽器去冷卻汽輪機低壓缸排汽，以維持高低壓凝汽器的真空，使汽水循環(huán)得以繼續(xù)。循環(huán)水泵出口液控蝶閥與循環(huán)水泵存在著密切的聯(lián)系，因此循環(huán)水泵出口液控蝶閥的安全性對循環(huán)水系統(tǒng)尤為重要。介紹了重錘式液控蝶閥的一般控制方式，分析了循環(huán)水泵出口液控蝶閥PLC控制邏輯存在的不足，提出將循環(huán)水泵出口液控蝶閥控制引入DCS系統(tǒng)的改造方法。設(shè)計了就地控制循環(huán)水泵出口液控蝶閥的電氣回路，就地控制電源改為220VAC，解決了信號遠距離傳送的問題，并提高了電源控制系統(tǒng)的可靠性。

前言

　　潮州發(fā)電廠1、2號機組為600MW火力發(fā)電機組，配1、2、3、4號4臺循環(huán)水泵，1號機組用1、2號2臺循泵，2號機組用3、4號2臺循泵，每臺機組的兩臺循泵互為聯(lián)鎖備用，2臺機組循泵出口母管通過聯(lián)絡(luò)門可以互為備用。循泵出口蝶閥為長沙閥門廠生產(chǎn)的重錘式液控止回閥，控制裝置為PLC控制。在實際應(yīng)用中真空技術(shù)網(wǎng)(http://lu714.com/)發(fā)現(xiàn)液控蝶閥控制存在不足，為提高循環(huán)水控制的可靠性，將液控蝶閥的控制引入到DCS系統(tǒng)，并在DCS邏輯中對原有控制思想進行優(yōu)化。

1、改造前的液控蝶閥控制方式和存在的問題

　　1.1、改造前的控制方式

　　該廠循環(huán)水泵與出口液控蝶閥之間的聯(lián)鎖邏輯做在DCS中，液控蝶閥自身的控制邏輯都通過PLC控制，就地開、關(guān)液控蝶閥指令也送至PLC。開啟液控蝶閥和運行過程中補壓通過啟動油泵實現(xiàn)；關(guān)閉液控蝶閥時由電磁鐵帶電打開泄油通道，利用重錘自身重力關(guān)閉蝶閥。液控蝶閥油路圖和控制原理圖如圖1、2所示。

圖1 油路圖

圖2 液控蝶閥控制原理圖

　　1.2、液控蝶閥控制系統(tǒng)存在的問題

　　液控蝶閥與循環(huán)水泵存在著密切的聯(lián)系。從保護循環(huán)水泵和系統(tǒng)可靠性方面分析，該廠液控蝶閥控制存在如下問題：

　　(1)液控蝶閥掉錘判斷條件單一，只用關(guān)向15°(即蝶閥已經(jīng)關(guān)閉了75°)信號作為條件。若循環(huán)水泵在運行，關(guān)向15°信號誤發(fā)，將導(dǎo)致循環(huán)水泵跳閘，真空下降，嚴重影響機組安全運行；

　　(2)油壓低聯(lián)啟油泵補油條件不合理。從圖2的PLC原理圖中可知，補油邏輯可簡化如圖3所示，在關(guān)蝶閥時，關(guān)指令存在，液壓油泵不會聯(lián)啟。但是當(dāng)?shù)�閥關(guān)到位后，關(guān)閥指令消失，若此時全開限位未脫開，油壓低信號就會將油泵聯(lián)啟，把蝶閥開啟，導(dǎo)致母管中循環(huán)水倒流，容易損壞循環(huán)水泵且嚴重影響機組安全；

圖3 油壓低聯(lián)鎖啟油泵條件

　　(3)控制電源取自電源轉(zhuǎn)換模塊，且無冗余配置，一旦電源轉(zhuǎn)換模塊發(fā)生故障，液控蝶閥將失去控制電源，導(dǎo)致液控蝶閥在循環(huán)水泵事故跳閘時不能聯(lián)鎖關(guān)閉，同時也導(dǎo)致液控蝶閥在液壓油壓力不足時不能及時補油；

　　(4)就地控制也是通過PLC實現(xiàn)，沒有實現(xiàn)真正意義上的就地控制，如果PLC裝置故障，液控蝶閥只能通過圖1中的手搖泵和并聯(lián)手動門開啟和關(guān)閉蝶閥；

　　(5)液控蝶閥采用PLC控制，液控蝶閥的PLC接收DCS或就地控制柜的開閥和關(guān)閥指令，其開閥、關(guān)閥、油壓低聯(lián)啟油泵、油壓高聯(lián)停油泵邏輯均在PLC中實現(xiàn)。無法在線監(jiān)視和強制邏輯，且不便于事故分析；

　　(6)就地液控蝶閥無液壓油壓力變送器，DCS無法監(jiān)視油壓，不利于運行人員提前判斷液控蝶閥是否工作正常。

2、改造方案內(nèi)容和實施

　　2.1、邏輯優(yōu)化

　　(1)掉錘判斷條件優(yōu)化。若液控蝶閥掉錘，會引起循環(huán)水泵出口壓力(測點在循環(huán)水泵與蝶閥之間)急劇上升。故可將循環(huán)水泵出口壓力的高限值(暫取0.15MPa)作為一個掉錘判斷條件。更改后邏輯如下圖4所示。

圖4 優(yōu)化后掉錘判斷條件

　　(2)油壓低聯(lián)鎖啟油泵條件優(yōu)化。油壓低聯(lián)鎖啟油泵條件中加入開閥指令，開閥指令發(fā)出后由RS觸發(fā)器保持住，不妨礙油泵的正常聯(lián)鎖啟。關(guān)閥時，關(guān)閥指令將開指令復(fù)位，無論全開反饋是否存在都不會聯(lián)啟油泵。更改后邏輯如圖5所示。

圖5 油壓低聯(lián)鎖啟油泵條件

　　2.2、液控蝶閥控制進入DCS

　　該廠采用的DCS為日立的H5000M系統(tǒng)，H5000M系統(tǒng)采用雙冗余配置的控制器、二重化環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò)和全冗余的電源系統(tǒng)，具有較高的可靠性。液控蝶閥控制思想改為DCS邏輯后更直觀，且可以在線監(jiān)視邏輯和修改相關(guān)參數(shù)。在液控蝶閥控制中，主要涉及：

　　(1)循環(huán)水泵與液控蝶閥的聯(lián)鎖。啟循環(huán)水泵時，若單臺機組兩臺循環(huán)水泵均未運行時，蝶閥開15°后才聯(lián)鎖啟動循環(huán)水泵；若單臺機組任一循環(huán)水泵已運行，蝶閥與循環(huán)水泵同步啟動。停循環(huán)水泵時，蝶閥關(guān)閉75°后聯(lián)鎖停止循環(huán)水泵。如此設(shè)計可有效防止循環(huán)水倒流和循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生；

　　(2)將原來送至PLC的油壓高、油壓低、油溫高、循環(huán)水泵急停、控制電源消失等信號送至DCS系統(tǒng)；

　　(3)增加液控蝶閥液壓油壓力變送器，將油壓模擬量信號上傳DCS系統(tǒng)并在DCS畫面上做壓力顯示點；

　　(4)液控蝶閥液壓油泵以及泄油電磁閥的控制，DCS邏輯如圖6。DCS邏輯包含了原PLC邏輯的控制思想并進行了優(yōu)化，增加了油壓模擬量高于14MPa停油泵的保護。

圖6 液壓油泵和泄油電磁閥控制

　　2.3、就地電氣控制回路設(shè)計

　　改造前，蝶閥控制電源取自電源模塊(220VAC/24VDC)，電源模塊損壞，液控蝶閥就失去控制。取消PLC后，就地控制電源改為220VAC直接控制，消除了危險集中在電源模塊上的問題，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。因無可匹配的由220VAC供電的泄油電磁閥型號，且24VDC供電的電磁閥使用壽命較長，故保留原有的電源模塊和泄油電磁閥，電源模塊只為泄油電磁閥供電，電氣原理圖設(shè)計如圖7。

圖7 液控蝶閥就地控制電氣原理圖

3、結(jié)論

　　2011年1、2號機組小修期間，對液控蝶閥控制系統(tǒng)進行改造，4臺液控蝶閥的控制進入DCS系統(tǒng)，液控蝶閥控制系統(tǒng)試運成功。經(jīng)過邏輯優(yōu)化后，消除了液控蝶閥運行不可靠而造成設(shè)備損壞和危及機組安全運行的隱患。