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(guān)等缺陷。這些缺陷和隱患嚴(yán)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(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，油泵啟動，高壓油經(jīng)濾油器、單向閥，進(jìn)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(guān)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(dá)高壓力設(shè)定點后（16MPa），油泵停止運行。系統(tǒng)泄漏，壓力降至低壓力設(shè)定點（4MPa），油泵電機自動啟動，達(dá)高壓力設(shè)定值后停油泵。（2）重錘保壓蝶閥關(guān)閥時，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，可以進(jìn)行手動操作。手動打壓，閥門直接開啟。關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)設(shè)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(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，會導(dǎo)致蝶閥誤動。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。當(dāng)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(yán)重時可能導(dǎo)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(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，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(shè)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(shè)計。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(hù)，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。