循環泵出口蝶閥控制系統改造

引言

國華北京熱電分公司4臺循環水泵均配有鐵嶺閥門有限公司生產的重錘式保壓型蝶閥。該系統于1999年隨機組投入使用，至今已運行十三年，BFS++上共發生缺陷137項，主要是舉升油壓保持不住，油泵頻繁啟動，液壓元件泄漏，閥門偷關等缺陷。這些缺陷和隱患嚴重影響了機組的安全運行。2012年12月，北京熱電分公司對這四套出口蝶閥液壓控制系統進行了硬件和軟件的改造。經分析，改造后的控制系統中仍存在一些隱患和問題，因此需要繼續對控制系統進行改造完善。

工作原理

循環泵出口蝶閥工作過程：
（1）重錘保壓蝶閥開閥時，油泵啟動，高壓油經濾油器、單向閥，進入油缸，推動活塞，帶動與之相連的杠桿舉起重錘開閥。開閥到位后行程開關動作，自動保壓系統啟動，電機繼續給保壓蓄能器充壓。壓力達高壓力設定點后（16MPa），油泵停止運行。系統泄漏，壓力降至低壓力設定點（4MPa），油泵電機自動啟動，達高壓力設定值后停油泵。（2）重錘保壓蝶閥關閥時，得到關閥命令。電磁閥得電，在重錘重力作用下油缸內液壓油經節流閥、高壓膠管、電磁閥回到油箱。（3）當電磁閥故障或停電時，可以進行手動操作。手動打壓，閥門直接開啟。關閥時打開截止閥，油缸的油在重錘重力作用下流回油箱，閥門關閉。 液壓控制系統包含一個西門子S7-200系列PLC，一個電磁閥和一個量程為0～20MPa的羅斯蒙特壓力變送器。電磁閥用于控制蝶閥的關閉；一個壓力變送器控制系統油壓不高于16MPa，不低于4MPa。
循環泵出口蝶閥的開關設計有兩種方式。第一種方式循環泵與出口蝶閥聯鎖開關投入狀態下，蝶閥開關由循環泵啟停狀態聯鎖；第二種方式循環泵與出口蝶閥聯鎖開關解除狀態下，通過控制室及就地電控箱按鈕，可操作蝶閥開關。

問題提出

目前循環泵出口蝶閥控制系統存在以下問題：

1. 循環泵啟停狀態信號可能存在干擾，在循環泵與出口蝶閥聯鎖開關投入情況下，會導致蝶閥誤動。歷史上曾經發生過因雷雨天閃電導致蝶閥誤關的事件。
2. 控制室內及就地電控箱上的蝶閥開關按鈕直接控制蝶閥的開關，可能有人員不小心碰觸或誤操作而導致蝶閥誤動。當循環泵停運時，如果其出口蝶閥打開，會使循環水倒流，嚴重時可能導致跳機。
3. 系統補壓的定值判斷由壓力變送器信號提供，若壓力變送器發生故障，則可能發生系統不停補壓，如果系統沒有可靠的泄壓通道可能導致液壓油管爆裂。

因此，需要對循環泵出口蝶閥控制系統進行優化設計，以保證循環泵出口蝶閥的正常開關。

解決方案

針對上述幾點循環泵出口蝶閥控制系統中的問題，提出以下技術解決方案。

1. 控制程序的設計中需要屏蔽輸入信號干擾。信號的干擾基本都是一瞬間的，所以在程序設計中將瞬間輸入信號屏蔽掉就可以了。
2. 控制系統中需要加入防止人員誤操作的設計。具體在控制程序中可以設置出口蝶閥開閉鎖，即只有當循環泵運行時，其出口蝶閥才能打開。這樣就可以避免危險情況的發生。
3. 需要增加系統補壓的安全保護，同時又不能限制系統的正常補壓。具體可以在控制程序中增加補壓時間限制，但是這個限制時間必須略長于系統正常補壓所需的時間。