封閉母線微正壓裝置缺陷的處理及改進(jìn)

（山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東青島 266100）

0.引言

摩洛哥努奧三期1×150MW光熱工程封閉母線微正壓裝置是由廠家設(shè)計(jì)、供貨和調(diào)試，在氣源的供應(yīng)上只是在說(shuō)明書中簡(jiǎn)單提了一句“正式氣源由廠用儀用氣源提供，IPB空壓機(jī)作為備用氣源”。而設(shè)計(jì)院圖紙上沒(méi)有相關(guān)設(shè)計(jì)，廠用儀用氣源漏設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)給封母提供氣源的是IPB空壓機(jī)。整個(gè)回路中沒(méi)有涉及儀用氣源和輔助氣源的自動(dòng)切換，雙氣源的閉鎖問(wèn)題，雙氣源消失后的報(bào)警，整個(gè)控制回路比較繁瑣，電氣元器件較多，可靠性不高，有的功能甚至不滿足機(jī)組運(yùn)行要求，這對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)一定的隱患，我們經(jīng)過(guò)研究分析采取以下措施給予解決。

1.微正壓裝置存在的問(wèn)題

封母有兩路氣源，一路氣源來(lái)自廠用儀用氣源，其壓力0.88MPa，管徑1/2NPT,另一路來(lái)自IPB空壓機(jī)，其壓力0.85MPa，管徑DN15，氣體要求流量為0.42Nm3/min～0.6Nm3/min。每一路氣源經(jīng)過(guò)各自的電磁閥DF1、DF2后送往儲(chǔ)氣罐進(jìn)行緩沖，再經(jīng)過(guò)減壓閥減壓到0.25Mpa后送到二位五通電磁閥DF3，由電磁閥DF3進(jìn)行分配，分時(shí)段送到干燥塔A和干燥塔B,經(jīng)過(guò)干燥的壓縮空氣送到三相封閉母線內(nèi)。在封閉母線的另一側(cè)有對(duì)應(yīng)的回氣管送到微正壓裝置的壓力測(cè)量設(shè)備進(jìn)行氣壓監(jiān)測(cè)，由回氣反饋控制電磁閥DF1,DF2的通斷，讓封母內(nèi)氣體壓力保持在0.03MPa～0.2MPa。

由于封母縫隙的存在，封母內(nèi)的氣壓逐漸降低，當(dāng)封母內(nèi)ABC三相的壓力低于0.03MPa時(shí)，儀用氣源重新開(kāi)始給微正壓裝置供氣，這樣周而復(fù)始不間斷供氣。

IPB空壓機(jī)作為備用氣源一直處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)操作人員按下SB2時(shí)，IPB空壓機(jī)側(cè)的電磁閥DF2打開(kāi)，壓縮空氣由IPB空壓機(jī)提供氣源給微正壓裝置。

這套裝置存在以下問(wèn)題：

（1）如果沒(méi)有操作人員在就地啟動(dòng)微正壓裝置，該裝置不會(huì)主動(dòng)給封母供氣。

（2）如果儀用氣源壓力降低或停止供氣，IPB空壓機(jī)也不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，封母仍然沒(méi)有氣源提供。

（3）如果啟動(dòng)IPB啟動(dòng)空壓機(jī)后，儀用氣源再恢復(fù)供氣，微正壓裝置不能自動(dòng)切換到儀用氣源，這樣一直使用IPB空壓機(jī)供氣會(huì)影響IPB空壓機(jī)的使用壽命。

（4）如果有人同時(shí)按下SB2，SB3，儀用氣源和IPB空壓機(jī)兩回路同時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)空壓機(jī)的壓力比儀用氣源的壓力高時(shí)，IPB空壓機(jī)的壓縮空氣經(jīng)過(guò)儀用氣源管道跑到儀用氣源回路中，未經(jīng)過(guò)干燥的空氣可能會(huì)對(duì)電廠的其他儀用設(shè)備造成傷害。

（5）電廠運(yùn)行要求：1）壓力繼電器APGA,APGB,APGC有一個(gè)壓力低于0.03MPa時(shí)，微正壓裝置要給封閉母線供氣。2）壓力繼電器APGA,APGB,APGC有一個(gè)壓力高于0.2MPa時(shí)微正壓裝置停止給封閉母線供氣。因?yàn)镵M4,KM7,KM8串聯(lián)在KM1,KM6的微正壓供氣回路中，KM4,KM7,KM8同時(shí)接通才能啟動(dòng)KM1,KM6，很顯然這套控制回路只能滿足第二個(gè)條件，第一個(gè)條件無(wú)法滿足。

2.對(duì)微正壓裝置的改造方案

為了解決以上問(wèn)題，我們對(duì)微正壓裝置進(jìn)行如下改造：

（1）在儀用氣源管路的電磁閥前面增加一個(gè)氣體壓力開(kāi)關(guān)PS，要求壓力開(kāi)關(guān)耐受壓力為1MPa,大于0.88MPa的系統(tǒng)壓力，以保證壓力開(kāi)關(guān)不損壞。其次，壓力開(kāi)關(guān)調(diào)整范圍為0.1MPa～1.0MPa,在儀用氣源給微正壓裝置充氣時(shí)，管道的壓差降控制在合理的范圍內(nèi)，不會(huì)影響壓力開(kāi)關(guān)的正常動(dòng)作。

為了保證壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作可靠，在壓力開(kāi)關(guān)后面增加一個(gè)BFR-4000減壓閥來(lái)控制管路內(nèi)的氣體流速，達(dá)到管路內(nèi)的氣體壓力不低于壓力開(kāi)關(guān)的動(dòng)作值。

（2）控制回路中增加自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)TB1，并對(duì)KM3,KM5引入閉鎖，用一個(gè)繼電器的常閉輔助接點(diǎn)來(lái)閉鎖另一個(gè)繼電器。

1）當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)達(dá)到手動(dòng)位置時(shí)，TB1的接點(diǎn)21、22,23、24斷開(kāi)，TB1的接點(diǎn)11、12, 13、14閉合，微正壓裝置由操作人員手動(dòng)啟動(dòng)，這樣兩路氣源切換相互閉鎖，避免IPB空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣送到廠用儀用氣源回路中，這樣保證兩路氣源互不干擾，杜絕了空壓機(jī)給儀用氣源管道反送氣，保證儀用氣源系統(tǒng)的穩(wěn)定避免其他儀用設(shè)備的損壞。

2）當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)達(dá)到自動(dòng)位置時(shí)，由于TB1的接點(diǎn)11、12,13、14斷開(kāi)SB2,SB3不起作用，TB1的接點(diǎn)21、22,23、24閉合，此時(shí)壓力開(kāi)關(guān)PS控制微正壓裝置的充氣。當(dāng)儀用氣源壓力低于設(shè)定值（現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整為0.4MPa）時(shí)PS的1、5閉合1、3斷開(kāi)，IPB空壓機(jī)回路啟動(dòng)，封閉母線由IPB空壓機(jī)提供氣源。當(dāng)儀用氣源壓力高于設(shè)定值（現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整為0.4MPa）時(shí)PS的1、3閉合1、5斷開(kāi)，空壓機(jī)停止工作，封閉母線由儀用氣源提供，這樣完成雙氣源的自動(dòng)切換，正常情況下儀用氣源壓力為0.88MPa，封閉母線由儀用氣源供氣。

（3）為了確保封母內(nèi)的氣體壓力不低于0.03MPa,在自動(dòng)模式控制空壓機(jī)回路中增加斷電延時(shí)繼電器KT1，并對(duì)壓力繼電器控制線路進(jìn)行改造，見(jiàn)圖1。

當(dāng)IPB三相內(nèi)壓力都低于設(shè)定值0.03MPa時(shí)，APGA/B/C的15/16觸點(diǎn)接通，KM4,KM7,KM8繼電器得電后吸合，給斷電延時(shí)繼電器KT1提供電源啟動(dòng)KT1，調(diào)整KT1延時(shí)時(shí)間為1min～10min，10min后封母三相壓力都低于0.03MPa時(shí)向DCS發(fā)報(bào)警信號(hào)。

（4）為了滿足機(jī)組運(yùn)行對(duì)封母內(nèi)氣體壓力不高于0.2 MPa要求，在微正壓裝置的壓力控制回路中增加繼電器KM,KM9,KM10,KM11,（在回路中增加KM9,KM10,KM11并修改KM4,KM7,KM8的回路是因?yàn)榉饽阜答亯毫^電器APG低壓動(dòng)作和高壓動(dòng)作分別只有一組輔助觸點(diǎn)，無(wú)法滿足啟動(dòng)回路及指示燈回路所需要的輔助觸點(diǎn)，增加繼電器是為了擴(kuò)展APG的輔助觸點(diǎn)。壓力繼電器APG低壓動(dòng)作輔助觸點(diǎn)為14、15、16，其中15是公共點(diǎn)，14、15在母線反饋壓力從0到設(shè)定值時(shí)為開(kāi)點(diǎn)，15、16是閉點(diǎn)，當(dāng)封母壓力達(dá)到低壓設(shè)定值時(shí)14、15變?yōu)殚]點(diǎn)，15、16變?yōu)殚_(kāi)點(diǎn)。高壓動(dòng)作輔助觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)11、12、13，12是公共點(diǎn)，11、12是開(kāi)點(diǎn)，12、13是閉點(diǎn)，當(dāng)壓力達(dá)到高壓設(shè)定值時(shí)，11、12變?yōu)殚]點(diǎn)，12、13變?yōu)殚_(kāi)點(diǎn)。）

修改后的最終圖紙如圖1。

圖1 修改后的最終圖

（5）整套控制裝置用到16個(gè)繼電器和一個(gè)干燥器控制器（不在本文中介紹），有的繼電器要求至少5對(duì)輔助觸點(diǎn)，線路明顯繁雜且沒(méi)有擴(kuò)展空間。元器件越多故障越多，這給運(yùn)維帶來(lái)了不少的工作量。因條件限制，現(xiàn)場(chǎng)也不可能對(duì)控制回路進(jìn)行大的改造，但這套控制回路還是不夠完善，我們?cè)谝院笮陆姀S或改造時(shí)考慮采用PLC替代這套繼電器回路，用PLC的梯形圖代替各種繼電器來(lái)完成各種邏輯的需要。

本套裝置一共11個(gè)輸入信號(hào)，分別是停止按鈕SB1,空壓機(jī)啟動(dòng)信號(hào)SB2,儀用氣源啟動(dòng)信號(hào)SB3,自動(dòng)切換信號(hào)TB1，壓力切換信號(hào)DS1，A相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12,B相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12,C相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12。輸出指令一共有3個(gè)，儀用氣源電磁閥DF1，空壓機(jī)輸出電磁閥DF2，干燥塔切換電磁閥DF3，還有5個(gè)指示燈信號(hào)，如果選用西門子PLC S7-200控制器，以上輸入輸出信號(hào)將變得明晰簡(jiǎn)潔。通過(guò)PLC編程，用梯形圖來(lái)反映控制回路的性能要求，這樣完全可以替代繼電器回路，并得以充分?jǐn)U展，同時(shí)能提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)摩洛哥努奧三期1×150MW光熱工程封母微正壓裝置的問(wèn)題分析研究，我們找到了雙氣源切換及氣壓控制缺陷的解決辦法，經(jīng)過(guò)改造后的設(shè)備運(yùn)行非?？煽?，改造后的微正壓裝置完全滿足了機(jī)組運(yùn)行要求，希望努奧工程封母微正壓裝置問(wèn)題的分析與解決能給其他機(jī)組同類設(shè)備的改進(jìn)提供一些借鑒與參考。