電廠水處理閥門控制系統(tǒng)改造與應(yīng)用

白雪

【摘 要】安陽電廠水處理車間閥門已運行有十多年，設(shè)備陳舊，操作不靈活，反饋不正常，經(jīng)常出現(xiàn)問題，熱控人員需要經(jīng)常處理缺陷，同時也無法實現(xiàn)遠方操作，在已有閥門控制程序的基礎(chǔ)上，對就地電磁閥箱進行了改造。從設(shè)備安全和經(jīng)濟的角度方面考慮，不同閥門采用不同的控制方案，重要閥門采用雙作用電磁閥控制，一般閥門采用單作用電磁閥控制，從控制方式上分遠方操作和手動操作，從最大程度上滿足運行人員的操作要求，當(dāng)閥門出現(xiàn)故障，總結(jié)了一套檢修操作方案，確保能快速、準(zhǔn)確找到問題并進行處理，為機組安全運行提供保障。

【關(guān)鍵詞】水處理；閥門；電磁閥

0.引言

水處理車間在電廠中一直處在非常重要的位置上，它向全廠提供用水，包括鍋爐給水、熱網(wǎng)用水、各重要輔機冷卻用水、凝汽器用水等等。安陽電廠水處理車間自運行以來，已有十余年的時間，設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化，其中表現(xiàn)最為突出的是閥門老化、操作不靈活，反饋不能正常反映閥門狀態(tài)等一系列問題。

隨著安陽電廠1、2號機組的新建，水處理車間也進行了改造，首先是控制系統(tǒng)的改造，由原來的西門子公司的PLC控制系統(tǒng)改造成日立DCS控制系統(tǒng)。雖然日立控制系統(tǒng)中已經(jīng)做好了水處理控制閥門的程序，但是與原有就地閥門電磁閥箱還沒有建立起關(guān)系，這段期間運行人員只能在就地操作閥門，無法實現(xiàn)遠方操作，這給運行人員帶來了不小的勞動量。

1.閥門控制的基本結(jié)構(gòu)

運行人員通過操作員站發(fā)出控制指令，傳送到數(shù)據(jù)處理單元，將信號送至就地電磁閥箱，或者直接在電磁閥箱面板上發(fā)出開門指令，使電磁閥動作，最終使閥門達到運行人員的要求。同時，將閥門的動作狀態(tài)反饋給就地電磁閥箱和操作員站。

2.改造主要設(shè)備

本次改造主要是虛線框里的內(nèi)容，即對電磁閥箱進行改造。改造后使用的設(shè)備主要有：

2.1氣管路

采用的是外徑為10CM的不銹鋼管路。管子在鋪設(shè)時的坡度符合要求，管路鋪設(shè)整齊、美觀、固定牢固，成排鋪設(shè)的管路，其彎頭弧度一致。就地電磁閥箱內(nèi)管路與導(dǎo)線分開鋪設(shè)，并保持一定距離。[2]

2.2空氣過濾減壓閥

采用的是NUMATICS型號為P22BG03GQ的裝置。它能夠調(diào)節(jié)出口壓力，并保持出口壓力穩(wěn)定，同時還能夠凈化壓縮空氣。

2.3繼電器

采用的是OMRON的，使用了兩種型號，分別是MY4NJ和MY2NJ，即四對常開接點四對常閉接點和兩對常開接點兩對常閉接點。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

2.4電磁閥

采用的是NUMATICS牌子的設(shè)備，它也有兩種型號，L12BA452OG00040（單作用）、L12BB452OG00040（雙作用）。通過電磁閥的動作，來改變閥門進氣管路和出氣管路的通斷，從而控制閥門開和關(guān)。

2.5反饋裝置

也叫做閥門回信器，型號為ALS10，類型為機械式限位開關(guān)。例如，閥門在全開狀態(tài)，開反饋裝置接點應(yīng)該閉合，開反饋回路接通，去反映閥門狀態(tài)，該裝置提供的是干接點。

2.6轉(zhuǎn)換開關(guān)

采用的是APT型號為LW39-16B-6KC-202/2裝置，它有三種狀態(tài)：遠方操作、就地操作和檢修狀態(tài)。

2.7就地/遠方狀態(tài)指示燈

采用的是APT型號為AD16-22C，電壓為220V交流，在就地電磁閥箱面板上用來指示控制方式的。

2.8閥門狀態(tài)指示燈和按鈕

為組合式的，采用的是APT的裝置。

2.9閥門氣動執(zhí)行器

采用的是上海雙中自動化儀表有限公司，型號為GTD～110，供氣壓力為0.3至0.7MPa，輸出力矩為111.7至260.5N/M，旋轉(zhuǎn)角度為0～90°。是用來幫助驅(qū)動閥門動作的裝置。

2.10閥門

水處理車間的閥門基本上都是兩位閥門，即非開即關(guān)式閥門，只有兩種狀態(tài)：全開狀態(tài)和全關(guān)狀態(tài)。本次改造閥門采用的是氣動蝶閥，蝶閥是用隨閥桿轉(zhuǎn)動的圓形蝶板作啟閉件，以實現(xiàn)啟閉動作的閥門。蝶閥主要作截斷閥使用，主要用于低壓大中口徑管道上。

3.閥門的控制方式

閥門的控制方式有兩種操作方式：就地操作和遠控操作。

3.1就地控制

是指把就地控制箱的切換開關(guān)打到“就地”，通過控制電磁閥箱面板上的開關(guān)按鈕動作閥門。此時畫面能顯示閥門狀態(tài)，遠控被閉鎖，不能從畫面遠方操作該閥門。

3.2遠方控制

是就地電磁閥箱的切換開關(guān)切換到“遠方”位置，就可以在畫面上實現(xiàn)遠方操作，遠方操作又分為自動運行和手動運行方式。

3.2.1手動運行方式

所有在遠方狀態(tài)的閥門均可以單獨點擊，通過彈出的操作框打開或者關(guān)閉閥門。

3.2.2自動運行方式

通常是指在順序控制下進行的，當(dāng)滿足一定的設(shè)定時間或者其他設(shè)備狀態(tài)，無需單獨手動開關(guān)閥門，從而實現(xiàn)自動控制功能。[1]

3.3檢修狀態(tài)

當(dāng)就地電磁閥箱面板上的切換開關(guān)打到“檢修”位置時，就地控制電源和遠方控制電源全部失電，也就是無論就地還是遠方都不能對閥門進行操作，防止閥門被操作，同時還能有效的防止檢修人員在工作時發(fā)生觸電事故。

4.就地電磁閥箱控制原理

水處理車間閥門控制主要有兩種類型：單作用電磁閥控制和雙作用電磁閥控制。

4.1雙作用電磁閥控制原理

工作原理如圖2所示

當(dāng)總電源開關(guān)閉合，轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠方控制時，就地電磁閥箱控制面板上的遠方控制指示燈亮，去DCS的自動允許接通，做為實現(xiàn)遠方操作的前提條件。假設(shè)閥門為關(guān)閉狀態(tài)，此時在操作員站發(fā)出打開閥門指令，經(jīng)過開繼電器的一個常閉接點，最終使電磁閥一側(cè)線圈動作，開門氣路導(dǎo)通，通過氣動執(zhí)行器作用到閥門上，使閥門轉(zhuǎn)動90°，處于完全打開狀態(tài)，此時開反饋接點閉合，開繼電器線圈帶電，開繼電器的常開接點閉合，面板開指示燈亮，為紅色。開繼電器的另一個常開接點閉合，去操作員站指示閥門為全開狀態(tài)。而開繼電器的一個常閉接點斷開，防止閥門在全開狀態(tài)下，再發(fā)開閥門指令。遠方關(guān)閉閥門也是相同原理。

將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地控制，面板上的就地控制指示燈亮，假設(shè)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，按下開門按鈕SA，電磁閥另一側(cè)線圈動作，開門氣路導(dǎo)通，閥門完全打開，其他與遠方操作相同，手動關(guān)閥也是同樣道理，不在贅述。

4.2單作用電磁閥控制原理

工作原理如圖3所示

當(dāng)總電源開關(guān)閉合，轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠方控制時，就地電磁閥箱控制面板上的遠方控制指示燈亮，去DCS的自動允許接通，做為實現(xiàn)遠方操作的前提條件。這與雙作用電磁閥是一樣的。假設(shè)閥門為關(guān)閉狀態(tài)，此時在操作員站發(fā)出打開閥門指令，電磁閥帶電，開門氣管路導(dǎo)通，閥門旋轉(zhuǎn)90°，處于全開狀態(tài)。開反饋接點接通，開繼電器帶電，開繼電器常開接點閉合，面板上門的全開指示燈亮（紅色），同時去DCS系統(tǒng)在操作員站上顯示閥門為全開信號。當(dāng)關(guān)閉閥門時，控制回路被斷開，電磁閥失電，在彈簧作用下復(fù)位，閥門旋轉(zhuǎn)90°關(guān)閉，把切換開關(guān)打到就地控制位置，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地控制，面板上的就地控制指示燈亮。單作用的閥門控制，只有一個手動開關(guān)和閥門狀態(tài)指示燈，假設(shè)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，按下手動開關(guān)，電磁閥帶電，閥門打開，指示燈為紅色。當(dāng)關(guān)閉閥門時，在就地電磁閥箱控制面板上再按一下此手動開關(guān)，控制回路被斷開，電磁閥失電，閥門關(guān)閉，指示燈滅。

4.3兩種控制作用比較

水處理采用的閥門控制之所以采用這兩種方式，是根據(jù)設(shè)備的重要程度即安全性和經(jīng)濟性兩方面考慮的。采用雙作用電磁閥控制的閥門都是比較重要的閥門，并且這些閥門平時用的時間也較長，閥門打開或關(guān)閉后電磁閥不帶電，此時即使系統(tǒng)失電也不會改變閥門的狀態(tài)，比如水處理的各個床的進水門和出水門，可以保證源源不斷向機組提供給水，保證機組安全。

對于采用單作用電磁閥控制的閥門，只要閥門處于開狀態(tài)，電磁閥就一直帶電，所以它用在不頻繁使用的場合，要求沒有那么高，它的缺點是系統(tǒng)一旦失電，處于全開的閥門會自動關(guān)閉。但是單作用的電磁閥要比雙作用的電磁閥便宜。所以，根據(jù)對各閥門的不同要求綜合考慮，采用不同的控制方式。

5.閥門控制系統(tǒng)檢修方法

當(dāng)閥門出現(xiàn)故障不能正常動作時，一般常采用以下方式檢查：

（1）檢查系統(tǒng)電源是否正常，檢查電源開關(guān)狀態(tài)，電壓是否符合要求。

（2）檢查系統(tǒng)氣源是否正常，提供的總氣源一般在6bar左右。如果壓力太低，閥門就無法正常動作。

（3）確認是就地不能操作還是遠方不能操作。然后根據(jù)原理圖對相應(yīng)的控制回路進行檢查。

（4）在控制回路中，每一個設(shè)備都可能是一個故障點，包括接線的端子排在內(nèi)，應(yīng)進行認真仔細的排查，最終找到故障點。

（5）對故障點進行分析，對其進行修理或者更換。

（6）處理后，再次進行驗證，保證閥門確實能正常工作，并恢復(fù)安全措施。

6.結(jié)束語

通過我廠對水處理車間閥門控制系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)了對設(shè)備的多種控制方式，減輕了運行人員的勞動強度，為順序控制提供前提條件，為機組的安全運行提供了安全保障。

【參考文獻】

[1]劉寅，邵亞東，王海霞等.大唐安陽發(fā)電廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).大唐安陽發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布，2011.

[2]于東國.熱工儀表與控制裝置部分.中國電力出版社，2008.