王凱 王偉 龔永杰 崔騰旭

摘 要 火電廠鍋爐裝置過(guò)熱器PCV放空閥一般采用壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)、電磁閥控制的氣動(dòng)泄壓裝置，目前DCS系統(tǒng)控制使得鍋爐過(guò)熱蒸汽壓力更加穩(wěn)定，壓力開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作導(dǎo)致開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)粘連、壓力開(kāi)關(guān)定值漂移，造成PCV放空閥誤動(dòng)作或者拒動(dòng)，嚴(yán)重影響鍋爐蒸汽管道、設(shè)備的安全，容易造成事故，因此要采用更加安全、可靠的連鎖動(dòng)作方式取代壓力開(kāi)關(guān)機(jī)械式動(dòng)作顯得尤為必要。本文就過(guò)熱器PCV放空閥自動(dòng)控制方式調(diào)整的安全性進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞 鍋爐;過(guò)熱器;PCV放空閥;連鎖

引言

隨著DCS控制系統(tǒng)的使用更加穩(wěn)定、安全，無(wú)論是采用進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)，均可滿足國(guó)內(nèi)火電廠、化工自備電廠的使用要求，鍋爐出口過(guò)熱蒸汽壓力控制更加穩(wěn)定的同時(shí)，也導(dǎo)致鍋爐過(guò)熱器PCV放空閥長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作，造成機(jī)械式壓力開(kāi)關(guān)零漂、拒動(dòng)，如何更加安全的保證鍋爐過(guò)熱蒸汽壓力穩(wěn)定，自動(dòng)控制動(dòng)作方式的調(diào)整及優(yōu)化就顯得尤為必要。

1PCV閥門(mén)控制現(xiàn)狀

某項(xiàng)目鍋爐裝置過(guò)熱器PCV放空閥是通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)、電磁閥控制的氣動(dòng)泄壓裝置，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力較高，達(dá)到閥門(mén)打開(kāi)的設(shè)定壓力時(shí)閥門(mén)打開(kāi)進(jìn)行泄壓，當(dāng)工況壓力降到閥門(mén)關(guān)閉壓力時(shí)閥門(mén)關(guān)閉。PVC閥門(mén)既可以通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，也可以通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。

每臺(tái)鍋爐過(guò)熱器配置1臺(tái)PCV放空閥，采用2537型控制臺(tái)、3539型控制器，其中2537型控制臺(tái)安裝于SCR集控室操作臺(tái)上，用于工藝人員手/自動(dòng)選擇及手動(dòng)開(kāi)關(guān)操作，系統(tǒng)UPS電源供電控制回路及操作臺(tái)供電;3539型控制器安置于現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行壓力開(kāi)關(guān)及控制回路集成，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間UPS外配220V AC電源為現(xiàn)場(chǎng)電磁閥回路供電。

每個(gè)過(guò)熱器PCV放空閥，配置壓力開(kāi)關(guān)1個(gè)，啟座值13MPa、回座值12.75MPa，當(dāng)2537型控制臺(tái)選擇自動(dòng)“AUTO”模式時(shí)，閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作由壓力開(kāi)關(guān)硬回路連鎖控制。

2019年9月21日，5#鍋爐PCV放空閥在自動(dòng)模式下，鍋爐壓力不足11.9MPa時(shí)閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，因閥門(mén)前手閥未打開(kāi)，未造成蒸汽放空，拆下壓力開(kāi)關(guān)檢查發(fā)現(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)定值漂移，目前10臺(tái)鍋爐基本都處于手動(dòng)操作模式。

鍋爐長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行且蒸汽壓力控制穩(wěn)定的情況下，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻次極低，導(dǎo)致壓力開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作，機(jī)械部件容易卡澀、粘連導(dǎo)致蒸汽壓力超過(guò)危險(xiǎn)設(shè)定值時(shí)無(wú)法第一時(shí)間打開(kāi)或者拒動(dòng)，造成鍋爐蒸汽壓力繼續(xù)升高，可能導(dǎo)致鍋爐蒸汽管道、汽包等設(shè)備超壓爆管，造成重大設(shè)備事故。

鑒于PCV閥門(mén)對(duì)于鍋爐安全運(yùn)行重要的作用，為徹底解決PCV閥門(mén)誤動(dòng)作問(wèn)題，保證閥門(mén)隨蒸汽壓力自動(dòng)連鎖開(kāi)關(guān)，維持鍋爐蒸汽壓力安全、穩(wěn)定，探討并研究如何取代壓力開(kāi)關(guān)機(jī)、械式報(bào)警連鎖PCV閥門(mén)開(kāi)關(guān)方式，將顯得尤為重要[1]。

2問(wèn)題分析

（1）本項(xiàng)目實(shí)施基于現(xiàn)場(chǎng)使用壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定過(guò)熱蒸汽壓力高報(bào)警定值，分別設(shè)定閥門(mén)啟座壓力和回座壓力，并將兩個(gè)壓力報(bào)警接點(diǎn)信號(hào)引入現(xiàn)場(chǎng)硬回路控制中：達(dá)到PSL值時(shí)在3539控制臺(tái)顯示壓力高報(bào)警，指示燈亮;過(guò)熱蒸汽壓力高于啟座值PSH 13MPa時(shí)，電磁閥得電閥門(mén)打開(kāi);低于回座值12.75MPa時(shí)電磁閥失電閥門(mén)關(guān)閉，報(bào)警指示燈滅。

（2）在DCS系統(tǒng)中，過(guò)熱蒸汽壓力有2個(gè)遠(yuǎn)傳Rosemount壓力變送器，精度±0.075%，利用DCS控制邏輯分別計(jì)算出PCV閥門(mén)啟座和回座壓力定值PSH＼PSL，取代現(xiàn)場(chǎng)壓力開(kāi)關(guān)判定的兩組連鎖動(dòng)作接點(diǎn)。

（3）將兩組接點(diǎn)信號(hào)接入現(xiàn)場(chǎng)控制回路中，用以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程變送器連鎖動(dòng)作PCV放空閥打開(kāi)或關(guān)閉連鎖。

（4）遠(yuǎn)程變送器精度更高，采用2臺(tái)變送器取值比單臺(tái)機(jī)械式壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為準(zhǔn)確、可靠，有效避免因長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作，壓力開(kāi)關(guān)定值偏移及零漂等問(wèn)題造成的閥門(mén)誤打開(kāi)或者拒動(dòng)現(xiàn)象，防止過(guò)熱器PCV放空閥失效[2]。

3解決方案

3.1 現(xiàn)場(chǎng)回路改造

現(xiàn)場(chǎng)回路改造主要工作為拆除壓力開(kāi)關(guān)及輸出節(jié)點(diǎn)接線，查找備用信號(hào)電纜、修改控制回路接法。關(guān)閉壓力開(kāi)關(guān)根部閥，斷開(kāi)機(jī)柜間至PCV閥控制箱UPS外配供電空開(kāi)及工藝操作臺(tái)至PCV閥控制箱供電空開(kāi);拆除壓力開(kāi)關(guān)至控制箱端子接線。在現(xiàn)場(chǎng)PCV閥控制柜去機(jī)柜間線路中找出一組備用信號(hào)線：現(xiàn)場(chǎng)側(cè)T7端子、繼電器線圈火線間串入DCS指令、零線回路不變。

3.2 控制系統(tǒng)組態(tài)

系統(tǒng)部分隨現(xiàn)場(chǎng)回路改造后進(jìn)行相應(yīng)邏輯變更，主要為壓力測(cè)點(diǎn)選值及啟座值、回座值邏輯判定。

壓力測(cè)點(diǎn)選值P：選取“鍋爐出口過(guò)熱蒸汽壓力”，P1壓力＼P2壓力，做“二取平均”;

啟座值、回座值邏輯判定：

（1）P<12.75MPa時(shí)，輸出信號(hào)“0”;

（2）13>P>12.75MPa時(shí)，若P從12.75MPa以下觸發(fā)上升沿延時(shí)1s，記錄保持信號(hào)1，輸出信號(hào)“0”;若P從13MPa以上觸發(fā)下降沿延時(shí)1s，記錄保持信號(hào)1，輸出信號(hào)“1”。

（3）13MPa

查找DCS系統(tǒng)備用DO通道，即：“輸出信號(hào)”繼電器;

將現(xiàn)場(chǎng)查找到的備用信號(hào)線接在繼電器“常開(kāi)”觸點(diǎn)。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)DCS遠(yuǎn)程雙壓力變送器AI模擬量信號(hào)做邏輯判定，并將判定后的啟座、回座壓力連鎖指令發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)硬回路，實(shí)現(xiàn)有效替換壓力開(kāi)關(guān)機(jī)械式定值動(dòng)作方式，可有效避免機(jī)械開(kāi)關(guān)因長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作導(dǎo)致的接點(diǎn)觸點(diǎn)粘連、拒動(dòng)，造成鍋爐過(guò)熱蒸汽超壓事故發(fā)生，且變送器精度更好、靈敏度更高，配合DCS系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)，保留原有2537控制臺(tái)手動(dòng)操作方式，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式的PCV放空動(dòng)作，更加有效地保證了鍋爐的安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 尚思沖.DCS應(yīng)用中存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2015， （12）：53，55.

[2] 張述飛.鍋爐燃?xì)鈮毫刂聘脑靃J].化工自動(dòng)化及儀表，2018， （1）：90-92.