真空泵大气喷射器控制系统的改进

陈辉，马栋梁

(江苏国华陈家港发电有限公司，江苏响水224631)

真空泵是热力发电厂的重要辅机设备之一。真空泵的安全稳定运行状况，直接影响凝汽器真空值。加装大气喷射器，不仅可以加强真空泵的抽吸真空度，还有利于真空泵的安全经济稳定运行。所以，将真空泵成套装置中的大气喷射器投入使用，并利用DCS软件逻辑对其进行自动控制，对于设备的安全稳定运行，具有重要意义〔1-3〕。

1 水环真空泵运行现状

某电厂2台300 MW火电机组，每台机组共配备2台水环式真空泵。机组正常运行时真空泵1台运行1台备用。当运行真空泵跳闸或凝汽器真空下降至-87 kPa时联锁启动处于备用状态的另1台真空泵。该设备为2BW4 353-0BL4型水环真空泵成套装置，是由水环真空泵、大气喷射器、供水冷却循环系统、进排气控制系统和传动系统组成的成套真空设备。它具有运行安全，结构紧凑，自动化程度高，节能效果显著的特点。原真空泵气动门及大气喷射器控制由就地控制内硬接线实现。

真空泵成套装置其工作流程如图1所示。启动电机，水环真空泵运转，同时气动蝶阀16 b自动开启、19 a自动关闭。水环真空泵的抽吸，使启动蝶阀16 a的前后差压达3 kPa时，气动蝶阀16 a开启 (此时水环真空泵单独工作)。当真空升至大气喷射器投入运行的真空时，气动蝶阀16 b自动关闭，19 a自动开启，大气喷射器投入工作 (此时大气喷射器与水环真空泵联合工作)。

图1 改造前水环真空泵成套装置流程图

改造前该厂真空泵成套装置一直由水环真空泵单独工作，大气喷射器控制系统未投用，这种运行方式有以下缺点:

(1)节能效果较差。

(2)造成泵体振动大，经常出现压力表被震坏，仪表管路被震松的情况，影响设备安全运行。

(3)用于控制大气喷射器的压力开关安装在真空泵本体上，由于就地振动大，加上该开关控制精度不够，容易造成开关定值漂移，无法准确实现对大气喷射器的自动控制。

基于以上大气喷射器的缺点，对该大气喷射器控制系统进行改进，用DCS软件逻辑来实现其自动控制。

2 改造方案分析

通过对该水环真空泵运行现状进行研究分析，制定了2套改造方案。

方案1:加装新的压力开关，将信号送至DCS，经过DCS逻辑运算输出指令至就地气动门控制大气喷射器的投退，其示意图如图2所示。

图2 方案1示意图

方案2:用原有真空变送器PT3311信号，在逻辑中用下限监视算法取2个真空监视点，这2个监视点经过DCS逻辑运算后，输出指令至就地气动门控制大气喷射器的投退，其示意图如图3所示。

图3 方案2示意图

2种实施方案对比分析情况表如表1所示。

表1 2种方案对比情况

3 方案实施及维护

3.1 方案实施

通过2种实施方案的对比，从经济性、可靠性、精确性和工作量等综合考虑，选用第2种方案。

如图4，LOOP逻辑图说明:真空变送器-93 kPa下限监视点O13X50A和-96 kPa下限监视点O13X50B逻辑内都设置了相应的死区，防止真空变化时下限监视点开关值不断变化。

如图5为逻辑图LADDER说明:

图4 设计逻辑LOOP图

图5 A泵为例设计逻辑LADDER图

真空泵大气喷射器可以通过画面上2个按钮来选择是否投入自动，当按下“投主路按钮”时(即真空泵大气喷射器自动退出，大气喷射器不投入工作)，投主路按钮“PBVPA1”为1，中间点“PBVPA3”为1，泵运行时“VPAZC”为1，输出点“VPAOUT”为 1(VPAOUT同时控制 16 b，19 a电磁阀)，DCS RP柜继电器带电其DO指令使16 b气动门电磁阀带电同时16 b气动门打开，19 a气动门电磁阀带电同时19 a气动门关闭，真空泵处于主路运行。此部分逻辑主要用于紧急情况，为了保证真空将真空泵大气喷射器退出工作。

在画面上按下“投自动按钮”时 (即真空泵大气喷射器自动投入，由真空高低控制大气喷射器的工作)，投自动按钮“PBVPA2”为1(取非后为0)，中间点“PBVPA3”为0。

(1)真空泵运行时“VPAZC”为1，当真空升至-96 kPa(压力降低)，真空变送器下限监视点“O13X50B”和 “O13X50A”都为 1，中间点“VPA1”和“VPA2”都为1，取非后都为0，中间点“VPA3”为0，此时输出点“VPAOUT”为0，DCS RP柜继电器带电其DO指令消失，使16 b气动门电磁阀失电同时16 b气动门关闭，19 a气动门电磁阀失电同时19 a气动门打开，真空泵大气喷射器投入工作。

(2)2真空泵运行时“VPAZC”为1，当真空降至-93 kPa以下 (压力升高)，真空下限监视点“O13X50A”和 “O13X50B”都为 0，中间点“VPA1”和“VPA2”都为0，取非后都为1，中间点“VPA3”为1，此时输出点“VPAOUT”为1。16 b气动门打开、19 a气动门关闭，大气喷射器自动退出工作。

方案具体实施如图6所示:

图6 方案实施流程图

3.2 实施效果验证

在对真空泵系统进行改造完毕之后，对其实际运行效果进行了检查验证。

在真空泵启动运行后，当真空升至-96 kPa后逻辑输出正常，就地气动蝶阀16 b自动关闭，19 a自动开启，大气喷射器自动投入工作。

当真空降至-93 kPa后，逻辑输出也正常，就地气动蝶阀16 b自动开启，19 a自动关闭，大气喷射器自动退出工作。

改造后大气喷射器实际运行状况良好，达到了预期的改进目标。

3.3 巩固维护

(1)加强日常巡检，根据CRT上真空值大小检查大气喷射器、电磁阀及气动门工作状态是否正常。

(2)加强班组人员培训，运行人员及时掌握改造后的真空泵控制原理，并将有关改造中的资料收集好。

(3)利用大小修机会，按照检修程序文件对真空泵控制回路进行全面检修。

4 结论

(1)通过对真空泵大气喷射器控制回路系统的改造，减小了真空泵电机的出力，达到了节能效果。使真空泵大气喷射器控制得到了优化，有利于机组的安全稳定运行。

(2)真空泵本体的振动变小了，减少了压力表被震坏及仪表管被震松的缺陷，有利于设备的安全运行。

(3)使大气喷射器投入了使用，充分利用了设备的功能，提高了设备的自动化水平。

〔1〕陈晓东，于董运.真空泵大气喷射器投运效果的OPTIPRO应用分析〔J〕.能源与节能，2011(2):86-88.

〔2〕罗少荣.水环式真空泵加装大气喷射器的改造〔J〕.机电信息，2010(18):7-8.

〔3〕陈晓东.加装大气喷射器的水环式真空泵工作特性分析〔J〕.热电技术，2009(4):40-42.