真空泵大氣噴射器控制系統(tǒng)的改進

陳輝，馬棟梁

(江蘇國華陳家港發(fā)電有限公司，江蘇響水224631)

真空泵是熱力發(fā)電廠的重要輔機設(shè)備之一。真空泵的安全穩(wěn)定運行狀況，直接影響凝汽器真空值。加裝大氣噴射器，不僅可以加強真空泵的抽吸真空度，還有利于真空泵的安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行。所以，將真空泵成套裝置中的大氣噴射器投入使用，并利用DCS軟件邏輯對其進行自動控制，對于設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，具有重要意義〔1-3〕。

1 水環(huán)真空泵運行現(xiàn)狀

某電廠2臺300 MW火電機組，每臺機組共配備2臺水環(huán)式真空泵。機組正常運行時真空泵1臺運行1臺備用。當運行真空泵跳閘或凝汽器真空下降至-87 kPa時聯(lián)鎖啟動處于備用狀態(tài)的另1臺真空泵。該設(shè)備為2BW4 353-0BL4型水環(huán)真空泵成套裝置，是由水環(huán)真空泵、大氣噴射器、供水冷卻循環(huán)系統(tǒng)、進排氣控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)組成的成套真空設(shè)備。它具有運行安全，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，節(jié)能效果顯著的特點。原真空泵氣動門及大氣噴射器控制由就地控制內(nèi)硬接線實現(xiàn)。

真空泵成套裝置其工作流程如圖1所示。啟動電機，水環(huán)真空泵運轉(zhuǎn)，同時氣動蝶閥16 b自動開啟、19 a自動關(guān)閉。水環(huán)真空泵的抽吸，使啟動蝶閥16 a的前后差壓達3 kPa時，氣動蝶閥16 a開啟 (此時水環(huán)真空泵單獨工作)。當真空升至大氣噴射器投入運行的真空時，氣動蝶閥16 b自動關(guān)閉，19 a自動開啟，大氣噴射器投入工作 (此時大氣噴射器與水環(huán)真空泵聯(lián)合工作)。

圖1 改造前水環(huán)真空泵成套裝置流程圖

改造前該廠真空泵成套裝置一直由水環(huán)真空泵單獨工作，大氣噴射器控制系統(tǒng)未投用，這種運行方式有以下缺點:

(1)節(jié)能效果較差。

(2)造成泵體振動大，經(jīng)常出現(xiàn)壓力表被震壞，儀表管路被震松的情況，影響設(shè)備安全運行。

(3)用于控制大氣噴射器的壓力開關(guān)安裝在真空泵本體上，由于就地振動大，加上該開關(guān)控制精度不夠，容易造成開關(guān)定值漂移，無法準確實現(xiàn)對大氣噴射器的自動控制。

基于以上大氣噴射器的缺點，對該大氣噴射器控制系統(tǒng)進行改進，用DCS軟件邏輯來實現(xiàn)其自動控制。

2 改造方案分析

通過對該水環(huán)真空泵運行現(xiàn)狀進行研究分析，制定了2套改造方案。

方案1:加裝新的壓力開關(guān)，將信號送至DCS，經(jīng)過DCS邏輯運算輸出指令至就地氣動門控制大氣噴射器的投退，其示意圖如圖2所示。

圖2 方案1示意圖

方案2:用原有真空變送器PT3311信號，在邏輯中用下限監(jiān)視算法取2個真空監(jiān)視點，這2個監(jiān)視點經(jīng)過DCS邏輯運算后，輸出指令至就地氣動門控制大氣噴射器的投退，其示意圖如圖3所示。

圖3 方案2示意圖

2種實施方案對比分析情況表如表1所示。

表1 2種方案對比情況

3 方案實施及維護

3.1 方案實施

通過2種實施方案的對比，從經(jīng)濟性、可靠性、精確性和工作量等綜合考慮，選用第2種方案。

如圖4，LOOP邏輯圖說明:真空變送器-93 kPa下限監(jiān)視點O13X50A和-96 kPa下限監(jiān)視點O13X50B邏輯內(nèi)都設(shè)置了相應(yīng)的死區(qū)，防止真空變化時下限監(jiān)視點開關(guān)值不斷變化。

如圖5為邏輯圖LADDER說明:

圖4 設(shè)計邏輯LOOP圖

圖5 A泵為例設(shè)計邏輯LADDER圖

真空泵大氣噴射器可以通過畫面上2個按鈕來選擇是否投入自動，當按下“投主路按鈕”時(即真空泵大氣噴射器自動退出，大氣噴射器不投入工作)，投主路按鈕“PBVPA1”為1，中間點“PBVPA3”為1，泵運行時“VPAZC”為1，輸出點“VPAOUT”為 1(VPAOUT同時控制 16 b，19 a電磁閥)，DCS RP柜繼電器帶電其DO指令使16 b氣動門電磁閥帶電同時16 b氣動門打開，19 a氣動門電磁閥帶電同時19 a氣動門關(guān)閉，真空泵處于主路運行。此部分邏輯主要用于緊急情況，為了保證真空將真空泵大氣噴射器退出工作。

在畫面上按下“投自動按鈕”時 (即真空泵大氣噴射器自動投入，由真空高低控制大氣噴射器的工作)，投自動按鈕“PBVPA2”為1(取非后為0)，中間點“PBVPA3”為0。

(1)真空泵運行時“VPAZC”為1，當真空升至-96 kPa(壓力降低)，真空變送器下限監(jiān)視點“O13X50B”和 “O13X50A”都為 1，中間點“VPA1”和“VPA2”都為1，取非后都為0，中間點“VPA3”為0，此時輸出點“VPAOUT”為0，DCS RP柜繼電器帶電其DO指令消失，使16 b氣動門電磁閥失電同時16 b氣動門關(guān)閉，19 a氣動門電磁閥失電同時19 a氣動門打開，真空泵大氣噴射器投入工作。

(2)2真空泵運行時“VPAZC”為1，當真空降至-93 kPa以下 (壓力升高)，真空下限監(jiān)視點“O13X50A”和 “O13X50B”都為 0，中間點“VPA1”和“VPA2”都為0，取非后都為1，中間點“VPA3”為1，此時輸出點“VPAOUT”為1。16 b氣動門打開、19 a氣動門關(guān)閉，大氣噴射器自動退出工作。

方案具體實施如圖6所示:

圖6 方案實施流程圖

3.2 實施效果驗證

在對真空泵系統(tǒng)進行改造完畢之后，對其實際運行效果進行了檢查驗證。

在真空泵啟動運行后，當真空升至-96 kPa后邏輯輸出正常，就地氣動蝶閥16 b自動關(guān)閉，19 a自動開啟，大氣噴射器自動投入工作。

當真空降至-93 kPa后，邏輯輸出也正常，就地氣動蝶閥16 b自動開啟，19 a自動關(guān)閉，大氣噴射器自動退出工作。

改造后大氣噴射器實際運行狀況良好，達到了預(yù)期的改進目標。

3.3 鞏固維護

(1)加強日常巡檢，根據(jù)CRT上真空值大小檢查大氣噴射器、電磁閥及氣動門工作狀態(tài)是否正常。

(2)加強班組人員培訓，運行人員及時掌握改造后的真空泵控制原理，并將有關(guān)改造中的資料收集好。

(3)利用大小修機會，按照檢修程序文件對真空泵控制回路進行全面檢修。

4 結(jié)論

(1)通過對真空泵大氣噴射器控制回路系統(tǒng)的改造，減小了真空泵電機的出力，達到了節(jié)能效果。使真空泵大氣噴射器控制得到了優(yōu)化，有利于機組的安全穩(wěn)定運行。

(2)真空泵本體的振動變小了，減少了壓力表被震壞及儀表管被震松的缺陷，有利于設(shè)備的安全運行。

(3)使大氣噴射器投入了使用，充分利用了設(shè)備的功能，提高了設(shè)備的自動化水平。

〔1〕陳曉東，于董運.真空泵大氣噴射器投運效果的OPTIPRO應(yīng)用分析〔J〕.能源與節(jié)能，2011(2):86-88.

〔2〕羅少榮.水環(huán)式真空泵加裝大氣噴射器的改造〔J〕.機電信息，2010(18):7-8.

〔3〕陳曉東.加裝大氣噴射器的水環(huán)式真空泵工作特性分析〔J〕.熱電技術(shù)，2009(4):40-42.