封闭母线微正压装置缺陷的处理及改进

（山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛 266100）

0.引言

摩洛哥努奥三期1×150MW光热工程封闭母线微正压装置是由厂家设计、供货和调试，在气源的供应上只是在说明书中简单提了一句“正式气源由厂用仪用气源提供，IPB空压机作为备用气源”。而设计院图纸上没有相关设计，厂用仪用气源漏设，现场给封母提供气源的是IPB空压机。整个回路中没有涉及仪用气源和辅助气源的自动切换，双气源的闭锁问题，双气源消失后的报警，整个控制回路比较繁琐，电气元器件较多，可靠性不高，有的功能甚至不满足机组运行要求，这对设备安全运行带来一定的隐患，我们经过研究分析采取以下措施给予解决。

1.微正压装置存在的问题

封母有两路气源，一路气源来自厂用仪用气源，其压力0.88MPa，管径1/2NPT,另一路来自IPB空压机，其压力0.85MPa，管径DN15，气体要求流量为0.42Nm3/min～0.6Nm3/min。每一路气源经过各自的电磁阀DF1、DF2后送往储气罐进行缓冲，再经过减压阀减压到0.25Mpa后送到二位五通电磁阀DF3，由电磁阀DF3进行分配，分时段送到干燥塔A和干燥塔B,经过干燥的压缩空气送到三相封闭母线内。在封闭母线的另一侧有对应的回气管送到微正压装置的压力测量设备进行气压监测，由回气反馈控制电磁阀DF1,DF2的通断，让封母内气体压力保持在0.03MPa～0.2MPa。

由于封母缝隙的存在，封母内的气压逐渐降低，当封母内ABC三相的压力低于0.03MPa时，仪用气源重新开始给微正压装置供气，这样周而复始不间断供气。

IPB空压机作为备用气源一直处于待机状态，当操作人员按下SB2时，IPB空压机侧的电磁阀DF2打开，压缩空气由IPB空压机提供气源给微正压装置。

这套装置存在以下问题：

（1）如果没有操作人员在就地启动微正压装置，该装置不会主动给封母供气。

（2）如果仪用气源压力降低或停止供气，IPB空压机也不会自动启动，封母仍然没有气源提供。

（3）如果启动IPB启动空压机后，仪用气源再恢复供气，微正压装置不能自动切换到仪用气源，这样一直使用IPB空压机供气会影响IPB空压机的使用寿命。

（4）如果有人同时按下SB2，SB3，仪用气源和IPB空压机两回路同时启动，当空压机的压力比仪用气源的压力高时，IPB空压机的压缩空气经过仪用气源管道跑到仪用气源回路中，未经过干燥的空气可能会对电厂的其他仪用设备造成伤害。

（5）电厂运行要求：1）压力继电器APGA,APGB,APGC有一个压力低于0.03MPa时，微正压装置要给封闭母线供气。2）压力继电器APGA,APGB,APGC有一个压力高于0.2MPa时微正压装置停止给封闭母线供气。因为KM4,KM7,KM8串联在KM1,KM6的微正压供气回路中，KM4,KM7,KM8同时接通才能启动KM1,KM6，很显然这套控制回路只能满足第二个条件，第一个条件无法满足。

2.对微正压装置的改造方案

为了解决以上问题，我们对微正压装置进行如下改造：

（1）在仪用气源管路的电磁阀前面增加一个气体压力开关PS，要求压力开关耐受压力为1MPa,大于0.88MPa的系统压力，以保证压力开关不损坏。其次，压力开关调整范围为0.1MPa～1.0MPa,在仪用气源给微正压装置充气时，管道的压差降控制在合理的范围内，不会影响压力开关的正常动作。

为了保证压力开关动作可靠，在压力开关后面增加一个BFR-4000减压阀来控制管路内的气体流速，达到管路内的气体压力不低于压力开关的动作值。

（2）控制回路中增加自动/手动转换开关TB1，并对KM3,KM5引入闭锁，用一个继电器的常闭辅助接点来闭锁另一个继电器。

1）当转换开关达到手动位置时，TB1的接点21、22,23、24断开，TB1的接点11、12, 13、14闭合，微正压装置由操作人员手动启动，这样两路气源切换相互闭锁，避免IPB空压机产生的压缩空气送到厂用仪用气源回路中，这样保证两路气源互不干扰，杜绝了空压机给仪用气源管道反送气，保证仪用气源系统的稳定避免其他仪用设备的损坏。

2）当转换开关达到自动位置时，由于TB1的接点11、12,13、14断开SB2,SB3不起作用，TB1的接点21、22,23、24闭合，此时压力开关PS控制微正压装置的充气。当仪用气源压力低于设定值（现场调整为0.4MPa）时PS的1、5闭合1、3断开，IPB空压机回路启动，封闭母线由IPB空压机提供气源。当仪用气源压力高于设定值（现场调整为0.4MPa）时PS的1、3闭合1、5断开，空压机停止工作，封闭母线由仪用气源提供，这样完成双气源的自动切换，正常情况下仪用气源压力为0.88MPa，封闭母线由仪用气源供气。

（3）为了确保封母内的气体压力不低于0.03MPa,在自动模式控制空压机回路中增加断电延时继电器KT1，并对压力继电器控制线路进行改造，见图1。

当IPB三相内压力都低于设定值0.03MPa时，APGA/B/C的15/16触点接通，KM4,KM7,KM8继电器得电后吸合，给断电延时继电器KT1提供电源启动KT1，调整KT1延时时间为1min～10min，10min后封母三相压力都低于0.03MPa时向DCS发报警信号。

（4）为了满足机组运行对封母内气体压力不高于0.2 MPa要求，在微正压装置的压力控制回路中增加继电器KM,KM9,KM10,KM11,（在回路中增加KM9,KM10,KM11并修改KM4,KM7,KM8的回路是因为封母反馈压力继电器APG低压动作和高压动作分别只有一组辅助触点，无法满足启动回路及指示灯回路所需要的辅助触点，增加继电器是为了扩展APG的辅助触点。压力继电器APG低压动作辅助触点为14、15、16，其中15是公共点，14、15在母线反馈压力从0到设定值时为开点，15、16是闭点，当封母压力达到低压设定值时14、15变为闭点，15、16变为开点。高压动作辅助触点对应11、12、13，12是公共点，11、12是开点，12、13是闭点，当压力达到高压设定值时，11、12变为闭点，12、13变为开点。）

修改后的最终图纸如图1。

图1 修改后的最终图

（5）整套控制装置用到16个继电器和一个干燥器控制器（不在本文中介绍），有的继电器要求至少5对辅助触点，线路明显繁杂且没有扩展空间。元器件越多故障越多，这给运维带来了不少的工作量。因条件限制，现场也不可能对控制回路进行大的改造，但这套控制回路还是不够完善，我们在以后新建电厂或改造时考虑采用PLC替代这套继电器回路，用PLC的梯形图代替各种继电器来完成各种逻辑的需要。

本套装置一共11个输入信号，分别是停止按钮SB1,空压机启动信号SB2,仪用气源启动信号SB3,自动切换信号TB1，压力切换信号DS1，A相母线低压反馈15/16高压反馈11/12,B相母线低压反馈15/16高压反馈11/12,C相母线低压反馈15/16高压反馈11/12。输出指令一共有3个，仪用气源电磁阀DF1，空压机输出电磁阀DF2，干燥塔切换电磁阀DF3，还有5个指示灯信号，如果选用西门子PLC S7-200控制器，以上输入输出信号将变得明晰简洁。通过PLC编程，用梯形图来反映控制回路的性能要求，这样完全可以替代继电器回路，并得以充分扩展，同时能提高设备运行的可靠性。

3.结语

通过对摩洛哥努奥三期1×150MW光热工程封母微正压装置的问题分析研究，我们找到了双气源切换及气压控制缺陷的解决办法，经过改造后的设备运行非常可靠，改造后的微正压装置完全满足了机组运行要求，希望努奥工程封母微正压装置问题的分析与解决能给其他机组同类设备的改进提供一些借鉴与参考。