李 伟
广东粤电花都天然气热电有限公司，广东 广州 510800
摘要：针对蒸汽轮发电机组循环水泵启动成功率偏低的问题，通过分析其启动失败原因，提出了相关优化方案。
关键字：循环水泵；液控蝶阀；接近开关；PLC
0 引言
某厂为150MW蒸汽轮机发电机组，其凝汽器采用开式冷却水系统，配置四台循环水泵采用三用一备方式运行。一旦运行泵跳闸，而备用泵联启失败，一方面冷却水量骤降，凝汽器真空度降低，迫使机组甩负荷甚至跳机；一方面极可能发生管道存水倒流冲刷水泵叶轮，六千伏电机倒转极易烧毁。据统计数据表明，未优化前循环水泵启动成功率低于80%，是影响发电机组安全运行的重大隐患。
1 循环水泵启动失败的原因分析
如图1所示，循环水泵将引水池中水输送至凝汽器，以提供冷却介质。蝶阀采用PLC程控，液压驱动，具有速度快，扭力大的特点，广泛应用于循环水泵出口截止。依据轴流泵的技术要求，蝶阀必须与循环水泵关联动作，即蝶阀开至15°完成管道注水后才可启泵。而为防止管道水锤冲击，要求蝶阀关至15°后才能停泵。其中15°位置通过接近开关检测输入PLC程序后，经信号处理后再送入DCS参与循环水泵启停控制。
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分析历次启泵失败的数据，主要原因是：蝶阀开失败。
1.1蝶阀打开失败致使启泵失败原因分析
经对蝶阀所属设备全面检查分析，发现主要存在两个问题：
（1）蝶阀15°位置感应片存在问题：
蝶阀开阀过程：开阀指令发出，蝶阀开至15°时感应片靠近接近开关SQ3，PLC接收开15°信号。蝶阀开至90°时，另一感应片靠近接近开关SQ1，开阀完成。蝶阀15°阀位反馈至关重要，PLC系统只有接收到15°阀位信号经逻辑判断后，再传至DCS执行启泵程序。根据分析结果，检查SQ3及其感应片，如图2所示，发现其感应片面积过小，当蝶阀开至15°时一旦发生机械错位就可能导致接近开关与感应片错位而检测失败，PLC未接收15°阀位反馈信号亦无法向DCS发送信号，启泵程序中断，故启泵失败。
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(2) PLC程控逻辑不完善
接近开关检测到阀位信号后， PLC接收处理信号后向DCS系统传递信号以进行顺控。蝶阀开、关阀时是连续过程，15°阀位接近开关触发信号稍瞬即逝，PLC触发的15°阀位信号也随之消失，进而DCS系统无法保持15°阀位信号，如其他允许条件未在其之前满足，启泵程控则中断，最终导致启泵失败。
2 对策及实施
2.1 蝶阀15°阀位接近开关感应导体改造方案
阀位反馈信号皆是通过电感式接近开关检测。其测量原理[1]：振荡器产生一个交变磁场。金属导体接近至小于感应间距时，在导体内产生涡流，导致振荡衰减。振荡器振荡的变化经后级放大电路处理并转换成开关量信号，达到非接触式检测的目的。蝶阀接近开关原感应导体存在不灵敏、面积小及间隙大等问题。
不同材质，其衰减系数各不相同，即越高感应越灵敏。结合现场环境，换成不锈钢材质（衰减系数：0.85）的导体。根据蝶阀机械限位要求，感应导体加工为3 mm×2 mm片状，将间隙调整为1.5 mm。
2.2 PLC控制逻辑设计改造方案
如图3所示，在PLC中的15°阀位监控逻辑中增加脉冲模块，使瞬时信号变成10s脉冲信号[2]，为DCS控制逻辑满足其他启泵允许条件提供了缓冲时间，使循环水泵启停正常顺控，以此提高其启动成功率。
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3 结语
本文提出的循环水泵启动控制优化方案投入成本低，并经实施验证效果明显。通过优化技改，该厂4台循环水泵启动成功率均达到98%以上，有效保障了机组安全运行。
参考文献
[1] 施多德电气. 电感式接近开关原理. 温州:施多德电气有限公司, 2010:1-3.
[2] 张波. 计算机控制技术. 北京:中国电力出版社, 2010:154-157.
作者简介：李伟（1983-），男，广西桂林人，本科，工程师，从事控制维护管理工作。