汽泵再循環(huán)氣動(dòng)開關(guān)門的改造

摘? 要：大唐國際托克托發(fā)電公司600MW機(jī)組2號(hào)機(jī)汽泵再循環(huán)氣動(dòng)開關(guān)門是由ASCO551單控兩位五通電磁閥控制的雙作用氣動(dòng)開關(guān)門，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)汽泵再循環(huán)氣動(dòng)開關(guān)門在進(jìn)行操作時(shí)無法控制閥門的開關(guān)速度與閥門開度，會(huì)導(dǎo)致再循環(huán)流量劇烈波動(dòng)，有影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，改為氣動(dòng)調(diào)門更為符合機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的要求。氣動(dòng)開關(guān)門不能控制再循環(huán)流量的多少與變化，而氣動(dòng)調(diào)節(jié)門能通過控制門的開度，來調(diào)節(jié)控制再循環(huán)流量，通過調(diào)節(jié)流量來達(dá)到保障機(jī)組安全運(yùn)行的目的。在改造過程中，發(fā)現(xiàn)由于原氣動(dòng)門氣缸過大，單純依靠定位器實(shí)現(xiàn)閥門控制會(huì)導(dǎo)致閥門動(dòng)作過慢，動(dòng)作時(shí)間過長，經(jīng)討論研究決定加入氣體流量放大器以此縮短閥門動(dòng)作時(shí)間。因此將原氣動(dòng)開關(guān)門的電磁閥與行程開關(guān)取消，加入西門子定位器與氣體流量放大器以達(dá)到調(diào)節(jié)功能，并在汽缸出入口加入電磁閥，以實(shí)現(xiàn)緊急工況下調(diào)門快開與快關(guān)的控制效果。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)開關(guān)門;氣動(dòng)調(diào)節(jié)門;改造;快開快關(guān)

1.前言

大唐國際托克托發(fā)電公司2號(hào)機(jī)組是600MW機(jī)組，自投產(chǎn)以來汽泵再循環(huán)門一直是氣動(dòng)開關(guān)門，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，通過ASCO551電磁閥控制壓縮空氣的進(jìn)出，行程開關(guān)控制反饋，來實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)動(dòng)作。ASCO551電磁閥是單控兩位五通電磁閥，只能通過開、關(guān)行程反饋開關(guān)來判斷閥門位置，控制壓縮空氣的進(jìn)氣與排放。開關(guān)反饋信號(hào)由兩個(gè)行程開關(guān)得到，開關(guān)動(dòng)作由一個(gè)ASCO551電磁閥控制，以此實(shí)現(xiàn)閥門控制。而在長期的生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，汽泵再循環(huán)閥門在開、關(guān)的切換過程中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換快，進(jìn)而導(dǎo)致再循環(huán)流量波動(dòng)巨大，給機(jī)組運(yùn)行造成嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。汽泵再循環(huán)閥門以開關(guān)門的形式存在，將給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的安全隱患，因此決定將汽泵再循環(huán)開關(guān)門改為汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)門。

2.汽泵再循環(huán)氣動(dòng)開關(guān)門改造可靠性研究

汽泵再循環(huán)開關(guān)門氣缸較大，氣缸為直徑630MM，高320MM的圓柱體，體積與氣囊容積遠(yuǎn)大于一般汽動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果按一般情況直接使用西門子定位器，將造成閥門開關(guān)動(dòng)作緩慢，動(dòng)作時(shí)間過長的后果，對運(yùn)行人員調(diào)整機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)不利，也會(huì)造成DCS系統(tǒng)調(diào)門自動(dòng)調(diào)節(jié)曲線線性度不好、難以優(yōu)化的問題。因此需在西門子定位器兩路出氣管后分別加入氣體流量放大器，以加快閥門動(dòng)作，減少閥門動(dòng)作時(shí)間。另外，在特殊工況下，例如在汽前泵運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)流量低，這時(shí)需要快開汽泵再循環(huán)調(diào)門，否則當(dāng)汽前泵運(yùn)行與上再循環(huán)流量低。且汽泵再循環(huán)調(diào)門未開三個(gè)條件同時(shí)滿足，DCS將會(huì)發(fā)出汽前泵跳閘指令，會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷突降現(xiàn)象，將會(huì)對汽包水位等機(jī)組重要運(yùn)行參數(shù)造成影響，有可能引起更嚴(yán)重的機(jī)組安全運(yùn)行事件，因此我們需要在進(jìn)入氣缸的氣路中，再加上一路由電磁閥控制的壓縮空氣氣路，以此來達(dá)到特殊工況下對汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門進(jìn)行快速關(guān)閉或者快速開啟的操作目的，完成對再循環(huán)流量的快速操控變化。

3.改造過程

3.1 光纜選型及敷設(shè)

光纜總共需敷設(shè)1根，從一單元13.7米工程師站處敷設(shè)光纜到機(jī)側(cè)5層除氧器頂部汽泵再循環(huán)調(diào)門處。敷設(shè)的光纜至少是4芯，AO指令兩路，AI指令兩路，本次改造敷設(shè)6芯光纜，有兩路光纜芯作為備用芯。考慮到電廠廠房內(nèi)溫度較高，且調(diào)門位置位于除氧器頂部，夏天可能達(dá)50余度，所以光纜選型要選用耐高溫型。同時(shí)廠房內(nèi)高電壓強(qiáng)電設(shè)備多，啟停頻繁，干擾源多，故所選用的光纜還必須有屏蔽層，抗電磁干擾。另外光纜在廠房內(nèi)電纜橋架某些地方可能會(huì)受力變形，所以要選用帶外鎧防護(hù)層的光纜，用以保證光纜里光纖不受力，數(shù)據(jù)傳輸通暢。

3.2 定位器的安裝與氣路改造

定位器選用西門子閥門定位器，該系列定位器通過SIMATIC PDM編程;高質(zhì)量控制歸于在線自適應(yīng)程序，穩(wěn)態(tài)操作時(shí)耗氣量可忽略，擁有“緊密關(guān)閉”功能（確保對閥座的最大定位壓力），可動(dòng)部件少，因此對振動(dòng)不敏感，基于現(xiàn)場環(huán)境因素、機(jī)組運(yùn)行及閥門操作的動(dòng)作要求，因此選用6dr5020西門子定位器。

氣路基于現(xiàn)場高溫環(huán)境的影響，以及壓縮空氣就地壓力的考量，選用?14不銹鋼金屬硬管。具體改造思路為在西門子定位器后加入兩個(gè)氣體流量放大器，在兩個(gè)氣體流量放大器另一進(jìn)氣路前加入過濾減壓閥，在兩個(gè)氣體流量放大器出氣路后加入一個(gè)氣動(dòng)保衛(wèi)閥。至此氣體流量放大器有兩路進(jìn)氣一路出氣，一路進(jìn)氣由西門子定位器提供進(jìn)入氣體流量放大器，另一路進(jìn)氣由壓縮空氣直接提供，通過過濾減壓閥后進(jìn)入氣體流量放大器，兩路進(jìn)氣通過氣體流量放大器后變成一路進(jìn)入氣動(dòng)保衛(wèi)閥，通過氣動(dòng)保衛(wèi)閥進(jìn)入汽缸。氣動(dòng)保衛(wèi)閥的作用是：當(dāng)壓縮空氣消失，或定位器氣源供給出現(xiàn)問題時(shí)，保衛(wèi)閥能自動(dòng)斷開定位器輸出與再循環(huán)調(diào)門氣室之間的通道，使再循環(huán)調(diào)門的閥位保持原來的控制位置，以保證調(diào)節(jié)回路中的再循環(huán)流量的被調(diào)作用不中斷。在保衛(wèi)閥后加入三通接頭，三通接頭一路連電磁閥，一路連保衛(wèi)閥，一路連再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)門上下氣缸。平時(shí)操作時(shí)電磁閥氣路關(guān)閉，再循環(huán)調(diào)門通過保衛(wèi)閥氣路動(dòng)作，在特殊工況下電磁閥氣路動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)調(diào)門的快開與快關(guān)功能。

3.3? DCS邏輯修改

將氣動(dòng)開關(guān)門改成氣動(dòng)調(diào)門，在實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)控制的同時(shí)，通過控制電磁閥實(shí)現(xiàn)快速開啟與快速關(guān)閉的功能.

DCS邏輯設(shè)計(jì)思路為：通過PID數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)，輸入量為SP與PV值，輸出指令為汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門開度，輸出指令至MASTATION算法模塊（M/A站），運(yùn)行人員操作畫面，控制汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門的手動(dòng)、自動(dòng)切換，由MASTATION算法模塊（M/A站）完成，再循環(huán)流量低于240t/h，優(yōu)先開啟汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門，與邏輯條件切手動(dòng)控制，通過MAMODE算法模塊實(shí)現(xiàn)，MAMODE算法模塊輸出至MASTATION算法模塊（M/A站），汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門的手自動(dòng)切換與優(yōu)先開功能，由MAMODE算法模塊與MASTATION算法模塊（M/A站）共同完成，MASTATION算法模塊（M/A站）輸出指令至汽泵再循環(huán)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)調(diào)門開度。

PID模塊參數(shù)設(shè)置：為防止閥門線性調(diào)節(jié)不好，閥門指令反饋擺動(dòng)大，以積分時(shí)間越長積分作用越弱為根據(jù)，將積分時(shí)間放長。為滿足閥門動(dòng)作速度要求，將比例作用放大，加強(qiáng)比例作用，從而加快閥門動(dòng)作速度，將PID參數(shù)初步設(shè)置。完成PID參數(shù)初步設(shè)置后，將閥門投入試運(yùn)，通過閥門開度指令曲線、反饋曲線及再循環(huán)流量調(diào)節(jié)曲線，逐步小幅調(diào)整PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至閥門調(diào)節(jié)曲線線性度良好，指令反饋跟蹤曲線平滑正常，汽泵再循環(huán)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)曲線正常。

3.4 傳動(dòng)

DCS與SIS畫面顯示正常后，聯(lián)系運(yùn)行人員傳動(dòng)。汽泵再循環(huán)調(diào)門操作正常，調(diào)門反饋與指令一致，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)汽泵再循環(huán)調(diào)門開度，控制汽泵再循環(huán)流量。一旦系統(tǒng)異常，需要快開或快關(guān)汽泵再循環(huán)調(diào)門時(shí)，DCS系統(tǒng)或SIS操作畫面發(fā)出指令，電磁閥快速動(dòng)作達(dá)到快開或快關(guān)的動(dòng)作效果。

4.結(jié)論

通過該項(xiàng)改造，保證了汽泵再循環(huán)流量的平穩(wěn)控制，在操作汽泵再循環(huán)調(diào)門時(shí)，加強(qiáng)了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定，減少了操作風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)改造已經(jīng)在內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電公司2號(hào)機(jī)組中成功完成。

作者簡介：

楊木杭（1992.06.04），男，助理工程師，畢業(yè)于昆明理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備部熱控室專責(zé)工。