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天然氣機組循環水泵出口蝶閥控制系統改造實例

來源：上海藍機泵業制造有限公司 2025年03月23日 07:07

當前，隨著我國經濟社會發展的轉型升級，我國對電廠的運行的穩定性越來越高，但是在電廠機組運行中，循環水泵出口蝶閥往往出現這樣那樣的問題，導致出口蝶閥啟停不正常，影響機組凝汽器的正常運行，甚至出現跳機現象，對機組運行的安全性和穩定性造成嚴重的影響。所以，改造天然氣機組循環水泵出口蝶閥控制系統成為電廠當前的重要任務。

1、出口蝶閥控制系統存在的問題
電廠的裝機容量為5×300MW，總共有9臺循環水泵，但是自從2013年2月以來，這些循環水泵出現不同程度的出口蝶閥啟停不正常的問題，有幾臺循環輸泵甚至出現了跳機現象，對于機組的正常運行構成極大的威脅。所以，電廠決定對循環水泵的出口蝶閥進行升級改造。循環水泵出口蝶閥控制系統的是由南方的一家公司生產的，通過控制邏輯實現繼電器的控制，其主要存在的問題包括：
1.1 繼電器硬觸點出現松動、老化的問題，市場由于觸點的接觸不良而導致控制系統出現故障。由于控制系統的硬接線非常多，所以不容易查找故障的原因。
1.2 控制系統當中的電位器、就地控制箱和形成開關等，位于地下潮濕的環境當中，容易受到腐蝕和受潮，發生故障的概率比較高，經常發生故障。
1.3 一次測量元件不準確，出口蝶閥開度信號采用的是安裝在出口蝶閥轉軸上，通過可調動的電阻值的變化來反映蝶閥的開度，所以蝶閥的開關、蝶閥開到15°，等關鍵點的時候，都是采用的接觸式行程開關來進行測量的。此外，控制郵箱采油壓采用行程開關進行測量。但是由于一次元件測量的精度比較低，所以容易出現測量不準確等問題。
1.4 控制邏輯不完善。控制系統原有的蝶閥全開為0°，全關為90°，但是閥位表表示的恰恰相反，進而給人造成錯覺。當出口蝶閥開到15°，而且循環水泵啟動失敗時，則蝶閥如果繼續全開，容易造成循環水的倒流，從而影響凝汽器的真空，造成機組出線跳閘等不良現象，影響機組的正常運行。
液控蝶閥啟停的相關邏輯：
條件：循環水泵停運，循環水泵聯鎖開關投入；控制邏輯為：控制室操作盤上開蝶閥――油泵啟動――蝶閥開啟――蝶閥開至15°――聯鎖啟動循環水泵――蝶閥逐漸全部打開。
條件：循環水泵運行，循環水泵聯鎖開關投入；控制邏輯：控制室操作盤上官蝶閥――泄油電磁閥帶電泄油――蝶閥――蝶閥關到15°――聯鎖循環水泵跳閘――蝶閥關閉。
條件：循環水泵停運，蝶閥聯鎖開關投入；控制邏輯：循環水泵啟動――聯鎖開啟蝶閥。
條件：循環水泵運行，蝶閥聯鎖開關投入；控制邏輯：循環水泵停運――聯鎖關閉蝶閥。

2、出口蝶閥控制系統改造方案
電廠天然氣機組出口蝶閥控制系統的改造，是使用PLC可編程控制器是實現對邏輯的控制，而且對控制邏輯加以完善，通過觸摸屏和旋轉編碼器實現對出口蝶閥的操作和顯示。而改造一次元件，則使用耐腐性和可靠性良好的一次元件。
2.1 該系統改造采用的是可編程控制器，型號為OMRONCQM1來實現對邏輯的控制，而控制邏輯使用軟件來實現編程，這種邏輯控制比較完善，可靠性比較強，從而優化了線路。
2.2 取消用于顯示開度的顯示器，用高精度的數字旋轉編碼器作為顯示開度的一次元件。而為了確保控制邏輯的可靠性，應增加三只接近開關，分別為蝶閥全關、蝶閥全開和蝶閥開到15°三個關鍵點，由這三個開關負責監視。同時，把閥門實際開度和閥門指示的開度統一設置為90°，把閥位指示和閥門的實際開度調整到90°，閥全關為0°。
2.3 更換控制室盤上操作按鈕和閥門的指示功能，用觸摸屏實現顯示和操作功能。其中，觸摸屏的型號為NT32，可以接口與PLC相連接，顯示閥門的位置開度與機組設備的運行狀態，而且是實時顯示，并對操作進行追索記憶，從而便于故障的分析。此外，觸摸屏還可實現“關”“停”“開”蝶閥的控制功能，最終可使閥門在任意位置上停留。

3、改造效果分析
電廠2013年對機組的循環水泵的出口蝶閥控制系統進行了改造，出口蝶閥控制系統全部改造完成之后，控制系統的可靠性大幅提升，系統的故障率明顯下降。操作人員在啟動機組的循環水泵時，在檢查啟動條件，確認啟動條件滿足時，在系統的操作盤上實現循環水泵和出口蝶閥的自動啟停，聯鎖功能正常，系統的運行安全可靠。在循環水泵出現跳閘之后，聯鎖出口蝶閥便實現了快速的自動關閉；在緊急的情況下，操作人員在操作盤上能夠通過蝶閥泄油按鈕進行泄油，從而是出口蝶閥迅速關閉，從而杜絕了蝶閥無法關閉而出現的真空下降現象，使蝶閥迅速關閉。改造之后的出口蝶閥控制系統具有以下特點：
3.1 系統的運行的安全性和穩定新增強。機組的正常運行實踐表明，經過改造之后的9臺循環水泵蝶閥控制系統的故障率大大降低，改造之后從未出現因為出口蝶閥控制系統的故障而出現的系統啟停失敗狀況。所以，這也就在很大程度上減輕了操作人員的工作量和維修設備所用的時間。
3.2 PLC編程系統，軟件易于修改，而且具有很強的靈活性。
3.3 觸摸屏的操作非常方便，可以顯示出口蝶閥的開度、報警記錄和工藝流程等，具有很強的追憶功能，從而為事故的分析提供可靠的依據。
3.4 采用PLC系統與上位機通訊，能夠把循環水泵出口蝶閥控制系統納入到DSC系統當中，實現系統的遠程控制。

4、藍機泵業結語
在電廠的設備當中，循環水泵可以說是比較重要的，而循環水泵出口蝶閥控制系統是否可靠，可直接影響天然氣機組凝汽器真空的建立，對機組是不是可以安全穩定運行有著重要的影響，在一定程度上決定著機組的安全穩定運行。隨著我國電力體制改革的進行，電廠只有安全穩定運行才能滿足機組運行的需要。在本文中，筆者結合自身的工作實際和所掌握的理論知識，并結合某電廠改造循環水泵控制系統的實例，從出口蝶閥控制系統中存在的問題、出口蝶閥控制系統的改造方案和改造方案效果等幾個方面探究了天然氣機組循環水泵出口蝶閥控制系統的改造。

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