循环泵出口蝶阀控制系统改造

引言

国华北京热电分公司4台循环水泵均配有铁岭阀门有限公司生产的重锤式保压型蝶阀。该系统于1999年随机组投入使用，至今已运行十三年，BFS++上共发生缺陷137项，主要是举升油压保持不住，油泵频繁启动，液压元件泄漏，阀门偷关等缺陷。这些缺陷和隐患严重影响了机组的安全运行。2012年12月，北京热电分公司对这四套出口蝶阀液压控制系统进行了硬件和软件的改造。经分析，改造后的控制系统中仍存在一些隐患和问题，因此需要继续对控制系统进行改造完善。

工作原理

循环泵出口蝶阀工作过程：
（1）重锤保压蝶阀开阀时，油泵启动，高压油经滤油器、单向阀，进入油缸，推动活塞，带动与之相连的杠杆举起重锤开阀。开阀到位后行程开关动作，自动保压系统启动，电机继续给保压蓄能器充压。压力达高压力设定点后（16MPa），油泵停止运行。系统泄漏，压力降至低压力设定点（4MPa），油泵电机自动启动，达高压力设定值后停油泵。（2）重锤保压蝶阀关阀时，得到关阀命令。电磁阀得电，在重锤重力作用下油缸内液压油经节流阀、高压胶管、电磁阀回到油箱。（3）当电磁阀故障或停电时，可以进行手动操作。手动打压，阀门直接开启。关阀时打开截止阀，油缸的油在重锤重力作用下流回油箱，阀门关闭。 液压控制系统包含一个西门子S7-200系列PLC，一个电磁阀和一个量程为0～20MPa的罗斯蒙特压力变送器。电磁阀用于控制蝶阀的关闭；一个压力变送器控制系统油压不高于16MPa，不低于4MPa。
循环泵出口蝶阀的开关设计有两种方式。第一种方式循环泵与出口蝶阀联锁开关投入状态下，蝶阀开关由循环泵启停状态联锁；第二种方式循环泵与出口蝶阀联锁开关解除状态下，通过控制室及就地电控箱按钮，可操作蝶阀开关。

问题提出

目前循环泵出口蝶阀控制系统存在以下问题：

1. 循环泵启停状态信号可能存在干扰，在循环泵与出口蝶阀联锁开关投入情况下，会导致蝶阀误动。历史上曾经发生过因雷雨天闪电导致蝶阀误关的事件。
2. 控制室内及就地电控箱上的蝶阀开关按钮直接控制蝶阀的开关，可能有人员不小心碰触或误操作而导致蝶阀误动。当循环泵停运时，如果其出口蝶阀打开，会使循环水倒流，严重时可能导致跳机。
3. 系统补压的定值判断由压力变送器信号提供，若压力变送器发生故障，则可能发生系统不停补压，如果系统没有可靠的泄压通道可能导致液压油管爆裂。

因此，需要对循环泵出口蝶阀控制系统进行优化设计，以保证循环泵出口蝶阀的正常开关。

解决方案

针对上述几点循环泵出口蝶阀控制系统中的问题，提出以下技术解决方案。

1. 控制程序的设计中需要屏蔽输入信号干扰。信号的干扰基本都是一瞬间的，所以在程序设计中将瞬间输入信号屏蔽掉就可以了。
2. 控制系统中需要加入防止人员误操作的设计。具体在控制程序中可以设置出口蝶阀开闭锁，即只有当循环泵运行时，其出口蝶阀才能打开。这样就可以避免危险情况的发生。
3. 需要增加系统补压的安全保护，同时又不能限制系统的正常补压。具体可以在控制程序中增加补压时间限制，但是这个限制时间必须略长于系统正常补压所需的时间。