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1000MW机组循环水泵液控蝶阀控制系统改造
远道阀门 / 2017-03-18

 1 我厂#3、4机组循环水泵液控蝶阀介绍

潮州电厂#3、4机组循环水泵液控蝶阀采用的是:蓄能罐式液控止回蝶阀2400Dx7pk41X-6NC,该阀是我国新一代的液控蝶阀,它兼有闸阀和止回阀的功能,是一种能按预先调定好的程序,分两阶段开启和关闭动作来消除水锤对管网破坏的理想控制设备。
该产品主要由蝶阀本体,传动装置,液压和电气控制部分等组成。既可就地操作,也可远程控制。其核心电气控制系统采用PLC(ModiconMicroTSX3710)系统,控制蝶阀的开关及液压油泵的启停,实现蝶阀的正常动作。并且,PLC模块收集相关联锁保护报警信息,经程序处理输出D0反馈至DCS与就地控制柜面板上。
液压系统:(1)阀门开启:YV2电磁阀得电,蓄能罐内的压力油经高压胶管进入摆动油缸的无杆腔室以使蝶阀旋转,回油从油缸的有杆腔室排出,经调速阀和电磁换向阀流回油箱。(2)阀门关闭:YV1电磁阀得电,蓄能罐内的压力油进入油缸的有杆腔室,推动活塞杆退回,液压油流回油箱。(3)阀门停止:蝶阀在开启或关闭过程中,切断油缸的回路,YV1,YV2电磁阀失电,蝶阀即可停止在任意位置。
2 #3、4机组循环水泵液控蝶阀存在的问题和隐患
2.1 液控蝶阀采用PLC控制,不方便逻辑监视和事故记录分析
液控蝶阀的PLC模块接受DCS或就地控制面板的开、关蝶阀指令,其开阀、关阀操作,液压油泵的联锁启停均需通过PLC实现,DCS无法监视逻辑,一旦PLC发生故障,蝶阀便失去控制。另外,液控蝶阀的相关联锁、报警信息(例如:蝶阀全开位,蝶阀全关位,阀未全开故障,阀未全关故障,液压油泵运行信号,液压故障等)均由PLC模块判断后输出,如果PLC模块发生异常,也不便于事故的及时记录与分析。
2.2 液控蝶阀XHB控制器分配不当
目前,#3、4机同台机组的三台液控蝶阀的控制,均通过DCS的XHB控制器实现远控,一旦XHB机柜的CPU控制器出现故障,或该机柜的供电电源失去,将导致同台机组三台液控蝶阀失去监视和控制,危及机组安全运行,存在安全隐患。
2.3 缺少液控蝶阀液压油压力远传测点
#3、4机组的液控蝶阀无论在全开位或全关位,均需要液压油压力保持在14.5MPa上,现液压油泵的启停由油压低、高开关量信号实现联锁,运行人员监视不到液压油的实际压力值,当开关动作值漂移时,易造成液控蝶阀的误动和拒动,安全存在隐患。且压力开关安装在液压装置柜内,空间狭小,不方便压力开关的维护。
2.4 液控蝶阀就地控制柜防雨效果差
现#3、4机组液控蝶阀就地控制柜虽有专用的控制箱,但就地操作面板上的操作旋钮与指示灯并无专门的防雨罩保护,雨水渗入控制面板容易导致控制线路短路,影响液控蝶阀的安全运行。
3 技术方案内容
3.1 取消液控蝶阀就地PLC控制模块,采用DCS实现控制
取消就地控制柜的PLC控制回路,采用DCS实现对液控蝶阀及液压油泵的所有控制,控制方式基本不变,就地电气回路设计如下(见图一):
 
图一 液控蝶阀就地控制电气原理图
3.1.1 就地(控制箱操作面板上的按钮操作)
将控制柜操作面板上的操作方式“转换开关”置于“就地”模式,指示灯HL2亮,即可操作控制柜上的开、关、停按钮,改变YV1,YV2电磁阀的带电状态,控制液控蝶阀动作。
3.1.2 远程(DCS操作)
将控制柜面板上的操作方式“转换开关”置于“远程”模式,指示灯HL1亮,控制柜接收DCS系统发出的开、关、停指令,实现蝶阀与水泵的连锁启停。
开阀:DCS系统发出开阀信号,YV2电磁阀得电后自保持,至全开位后,指示灯HL6亮。开向15°作为程控启信号。
关阀:DCS系统发出关阀信号,YV1电磁阀得电后自保持,至全关位后,指示灯HL7亮。开向15°作为程控停信号。
停止:DCS系统发出蝶阀停止指令,YV1,YV2电磁阀失电,切断油路,蝶阀停止动作。
3.1.3 自动补油回路
液压油泵的启停主要由DCS控制(就地仍设有“事故停”按钮)。当液压油压力低于设定值下限时,液压油泵联锁启动,KM1接触器吸合。当系统压力达到设定值上限时,液压油泵保护停止,KM1接触器断开。自动补油保证液压系统的压力始终在一定范围内,为开关蝶阀提供能量保证。
3.1.4 电源的使用
两路380V电源一主一从,不仅是液压油泵电机的动力电源,也是电气回路的控制电源来源。当有一路掉电时,能实现无扰的自动切换。交流电源正常时,指示灯HL4亮。
控制电源经220V/24V电源转换器为YV1,YV2电磁阀供电,再并出一路220V控制电源经变压器转换成24V直流电作为YV1,YV2的备用电源,主、备两路能实现自动切换,用单向二极管防止回流,保证液压回路电磁阀工作正常。
3.1.5 阀门的状态等信号均以无源接点形式引入DCS:全开位,全关位,开向15°,远方位,就地位,油泵运行反馈,交流电源监视,直流电源监视。
3.1.6 保护
电气控制柜应设有短路保护。
液压油泵补油,连续运行大于10分钟,油泵保护停触发,并发出液压故障报警信号(DCS实现)
蝶阀未全开故障,蝶阀未全关故障(DCS实现)。
3.2 修改液控蝶阀逻辑,消除安全隐患
将同台机组三台液控蝶阀的控制逻辑从XHB控制器中删除,将A循环水泵液控蝶阀及液压油泵控制逻辑增加至TSCS1控制器,将B循环水泵液控蝶阀及液压油泵控制逻辑增加至TSCS2控制器,将C循环水泵液控蝶阀及液压油泵控制逻辑增加至TSCS3控制器,拆分后实现单一控制,消除安全隐患。
3.3 每个液压油站增加一个液压油压力远传测点
从液控蝶阀液压油站,引出1根不锈钢管(¢14×20Cr18Ni19)至就地液压油泵控制箱内,将增加的压力变送器及原有的压力低,压力高开关信号均安装在仪表保护柜内,实现压力高、低开关的分离,上传至DCS。原有的压力开关作为液压油泵的联锁启停信号,油压模拟量信号在画面上作为压力显示点,便于运行人员监视。
3.4 整改液控蝶阀就地控制柜,改善防雨措施。
重新做防雨防潮液控蝶阀就地控制柜,控制面板加装可打开的透明防雨保护罩盖,既方便运行人员就地操作与监视,也防止雨水经控制面板渗入,影响电气回路控制,消除安全隐患。
4 方案实施后效果
改造工作完成后,方便了运行人员对液控蝶阀液压油压力的监视,为液控蝶阀的逻辑监视及事故原因分析提供了便利条件,改善了就地控制柜的防雨措施,降低了安全隐患,提高了循环水系统的可靠性和安全运行系数。

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