330MW机组循环水泵液控蝶阀DCS控制一体化优化研究

王宏伟，焦鹏程

（国能驻马店热电有限公司，河南 驻马店 463000）

循环水冷却系统是火电机组重要的辅机系统，在机组实际运行工况下，如果循环水泵出口液控蝶阀启停不正常，易造成循环水泵倒转，导致循环水系统运行不正常，进而影响机组凝汽器真空，甚至可能触发ETS真空保护动作，造成机组非停事件发生，特别是对于供热机组在冬季供暖季来说，造成的不良影响更加严重，因此保证循环水泵出口液控蝶阀控制系统可靠、稳定运行，尤为重要。

1 控制原理及使用说明

国能驻马店热电有限公司2台机组配有4台循环水泵，出口液控蝶阀为铁岭阀门厂全液控止回蝶HD7BT44H-6Q(保压型),整个控制系统采用就地PLC控制。

保压作用：本蝶阀的液压系统中设有蓄能器，蓄有压力油，当油缸内油压低于8MPa时，补压电磁阀（慢开电磁阀）动作，可自动补压。当蓄能器压力低于12MPa时，压力继电器动作，油泵电机启动，为系统补压；当压力达到16MPa时，另一压力继电器动作，油泵电机停止，补压结束。控制系统采用就地PLC对液压控制装置进行补压。

开阀运动：当开阀时，开阀电磁阀（15°前快开电磁阀，15°后慢开电磁阀）得电，油经滤油器、液压阀、高压软管等元件进入油缸内部，压力油推动活塞运动，将连杆臂及重锤举起，同时带动轴及蝶板转动，实现开阀。阀门开启方式为二阶段：前15°快开，快开时间2.5～20s（可调）；后75°慢开，时间为15～30s（可调）。

关阀运动：当关阀时，关阀电磁阀得电，控制液控单向阀打开，在重锤力矩等作用下，油缸里的油通过油缸底部上的两个节流阀和高压软管、液控单向阀而回到油箱，蝶板关闭。

开阀与关阀均可在就地与远方操作，指令通过发给就地PLC后，就地PLC控制相应继电器，通过接收就地仪表信号实现就地控制。

2 问题分析与研究

（1）液控蝶阀远方、就地控制都得通过就地PLC控制，原PLC控制系统，单PLC控制器、单电源模块、回路复杂，故障点较多，且人机交互性较差，逻辑程序固化，同时，PLC控制器无上位机，运行人员监盘及操作不便。

（2）蝶阀动力油路上控制电磁阀由一个交流220V转24V直流电源模块提供电源，电源模块一旦故障损坏，也会造成蝶阀无法操作，同时未设计电源监视报警功能，不能及时发现故障。

（3）原保压系统作为逻辑连锁的3个压力开关，都不具备监视功能，如果运行中开关损坏或者信号线松脱，压力开关无法正常连锁，会造成回路油压低、系统油压低等不安全现象。

3 改进优化措施

3.1 改造条件

现有国电智深EDPF-NT+系统，其具有远程监视控制与完善的逻辑编写及实时报警系统，且软件与硬件兼容性较好，本次改造只需要将液控蝶阀的快开、慢开、关阀指令兼容到DCS系统中，即可实现原PLC控制系统控制原理，无须增加额外投资。

3.2 液控蝶阀逻辑搭设

根据现场实际工况，在原PLC控制逻辑的基础上结合近年来的实际运行经验将其控制方式重新组态在DCS逻辑实现整个液控蝶阀控制回路。

以单台循环水泵出口液控蝶阀控制逻辑，见图1。

图1

3.3 液控蝶阀监控程序设计

针对就地控制回路，将就地阀门实时动作过程在上位机监视画面上实时显示，不论是卡件通道还是就地信号故障，运行人员均可以通过画面立刻判断出控制过程中某个环节故障，及时联系检修人员处理。

图2

3.4 报警监控程序设计

（1）增设为两路电源模块供电，并增加电源监视，一旦电源失电，报警继电器动作，信号直接送DCS，增设画面报警。

（2）新增系统油压与油缸油压模拟量测点，且在DCS画面中做系统油压低于12MPa与油缸油压低于8MPa时报警油压低的功能，及时监测系统状态。

3.5 优化改造后增加后补油/卸油控制

新增远方手动补油/卸油控制方式，可以实现当液控蝶阀关闭后由于自身油路或其他故障导致油压无法完全卸掉，可以手动卸油，保证液控蝶阀在油路余压下不会出现误开情况，提高设备运行可靠性。

3.6 油泵电机控制程序设计

油泵电机由原压力开关联锁单控制系统优化为远方运行人员操作和油压压力开关量与模拟量联锁控制双冗余控制回路，保证油泵电机在测点故障情况下，远方可以手动操作启停。

以单台循环水泵出口液控蝶阀为例，如图3。

图3

4 优化改进效果

一是方便了运行人员监视操作，实现了远方对整个液控蝶阀控制系统的监视；二是可以直观地判断故障环节且实现了控制系统与原DCS控制系统一体化，便于检修人员检修维护；三是消除了原PLC控制器、电源供电模块无冗余配置的隐患。

5 结语

此项优化改造技术经过实践应用效果很好，优化改造后实现了液控蝶阀控制系统的远程控制和监控，提高了设备的灵活性和可靠性，优化了控制回路，进而提高了循环水泵及液控蝶阀控制系统的可靠性，从而保证了机组的安全、稳定、长周期运行。