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循環(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)改造

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年隨機組投入使用,至今已運行十三年,BFS++上共發(fā)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(tǒng)進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,油泵啟動,高壓油經(jīng)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(tǒng)啟動,電機繼續(xù)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(tǒng)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(nèi)液壓油經(jīng)節(jié)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(tǒng)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(tǒng)油壓不高于16MPa,不低于4MPa。
循環(huán)泵出口蝶閥的開關設計有兩種方式。第一種方式循環(huán)泵與出口蝶閥聯(lián)鎖開關投入狀態(tài)下,蝶閥開關由循環(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。

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)信號可能存在干擾,在循環(huán)泵與出口蝶閥聯(lián)鎖開關投入情況下,會導致蝶閥誤動。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過因雷雨天閃電導致蝶閥誤關的事件。
  2. 控制室內(nèi)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(huán)泵停運時,如果其出口蝶閥打開,會使循環(huán)水倒流,嚴重時可能導致跳機。
  3. 系統(tǒng)補壓的定值判斷由壓力變送器信號提供,若壓力變送器發(fā)生故障,則可能發(fā)生系統(tǒng)不停補壓,如果系統(tǒng)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(huán)泵出口蝶閥控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計,以保證循環(huán)泵出口蝶閥的正常開關。

解決方案

針對上述幾點循環(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(tǒng)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(huán)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(fā)生。
  3. 需要增加系統(tǒng)補壓的安全保護,同時又不能限制系統(tǒng)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(tǒng)正常補壓所需的時間。

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