循環(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)改造

引言

國華北京熱電分公司4臺(tái)循環(huán)水泵均配有鐵嶺閥門有限公司生產(chǎn)的重錘式保壓型蝶閥。該系統(tǒng)于1999年隨機(jī)組投入使用，至今已運(yùn)行十三年，BFS++上共發(fā)生缺陷137項(xiàng)，主要是舉升油壓保持不住，油泵頻繁啟動(dòng)，液壓元件泄漏，閥門偷關(guān)等缺陷。這些缺陷和隱患嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運(yùn)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(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件的改造。經(jīng)分析，改造后的控制系統(tǒng)中仍存在一些隱患和問題，因此需要繼續(xù)對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造完善。

工作原理

循環(huán)泵出口蝶閥工作過程：
（1）重錘保壓蝶閥開閥時(shí)，油泵啟動(dòng)，高壓油經(jīng)濾油器、單向閥，進(jìn)入油缸，推動(dòng)活塞，帶動(dòng)與之相連的杠桿舉起重錘開閥。開閥到位后行程開關(guān)動(dòng)作，自動(dòng)保壓系統(tǒng)啟動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)給保壓蓄能器充壓。壓力達(dá)高壓力設(shè)定點(diǎn)后（16MPa），油泵停止運(yùn)行。系統(tǒng)泄漏，壓力降至低壓力設(shè)定點(diǎn)（4MPa），油泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，達(dá)高壓力設(shè)定值后停油泵。（2）重錘保壓蝶閥關(guān)閥時(shí)，得到關(guān)閥命令。電磁閥得電，在重錘重力作用下油缸內(nèi)液壓油經(jīng)節(jié)流閥、高壓膠管、電磁閥回到油箱。（3）當(dāng)電磁閥故障或停電時(shí)，可以進(jìn)行手動(dòng)操作。手動(dòng)打壓，閥門直接開啟。關(guān)閥時(shí)打開截止閥，油缸的油在重錘重力作用下流回油箱，閥門關(guān)閉。 液壓控制系統(tǒng)包含一個(gè)西門子S7-200系列PLC，一個(gè)電磁閥和一個(gè)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(guān)閉；一個(gè)壓力變送器控制系統(tǒng)油壓不高于16MPa，不低于4MPa。
循環(huán)泵出口蝶閥的開關(guān)設(shè)計(jì)有兩種方式。第一種方式循環(huán)泵與出口蝶閥聯(lián)鎖開關(guān)投入狀態(tài)下，蝶閥開關(guān)由循環(huán)泵啟停狀態(tài)聯(lián)鎖；第二種方式循環(huán)泵與出口蝶閥聯(lián)鎖開關(guān)解除狀態(tài)下，通過控制室及就地電控箱按鈕，可操作蝶閥開關(guān)。

問題提出

目前循環(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)存在以下問題：

1. 循環(huán)泵啟停狀態(tài)信號(hào)可能存在干擾，在循環(huán)泵與出口蝶閥聯(lián)鎖開關(guān)投入情況下，會(huì)導(dǎo)致蝶閥誤動(dòng)。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過因雷雨天閃電導(dǎo)致蝶閥誤關(guān)的事件。
2. 控制室內(nèi)及就地電控箱上的蝶閥開關(guān)按鈕直接控制蝶閥的開關(guān)，可能有人員不小心碰觸或誤操作而導(dǎo)致蝶閥誤動(dòng)。當(dāng)循環(huán)泵停運(yùn)時(shí)，如果其出口蝶閥打開，會(huì)使循環(huán)水倒流，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致跳機(jī)。
3. 系統(tǒng)補(bǔ)壓的定值判斷由壓力變送器信號(hào)提供，若壓力變送器發(fā)生故障，則可能發(fā)生系統(tǒng)不停補(bǔ)壓，如果系統(tǒng)沒有可靠的泄壓通道可能導(dǎo)致液壓油管爆裂。

因此，需要對循環(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證循環(huán)泵出口蝶閥的正常開關(guān)。

解決方案

針對上述幾點(diǎn)循環(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)中的問題，提出以下技術(shù)解決方案。

1. 控制程序的設(shè)計(jì)中需要屏蔽輸入信號(hào)干擾。信號(hào)的干擾基本都是一瞬間的，所以在程序設(shè)計(jì)中將瞬間輸入信號(hào)屏蔽掉就可以了。
2. 控制系統(tǒng)中需要加入防止人員誤操作的設(shè)計(jì)。具體在控制程序中可以設(shè)置出口蝶閥開閉鎖，即只有當(dāng)循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)，其出口蝶閥才能打開。這樣就可以避免危險(xiǎn)情況的發(fā)生。
3. 需要增加系統(tǒng)補(bǔ)壓的安全保護(hù)，同時(shí)又不能限制系統(tǒng)的正常補(bǔ)壓。具體可以在控制程序中增加補(bǔ)壓時(shí)間限制，但是這個(gè)限制時(shí)間必須略長于系統(tǒng)正常補(bǔ)壓所需的時(shí)間。