摘要對(duì)智能壓力變送器在石油化工廠余熱電站透平機(jī)組上的使用情況進(jìn)行了總結(jié), 介紹了該型號(hào)電調(diào)裝置的工作原理及對(duì)其進(jìn)行的改進(jìn)。
引言
余熱電站發(fā)電機(jī)組的主要任務(wù)就是穩(wěn)定低壓蒸汽管網(wǎng)壓力, 并在滿足工廠其他用汽單位生產(chǎn)需要的前提下, 將多余的蒸汽發(fā)電。因此發(fā)電機(jī)組需根據(jù)低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的波動(dòng)隨時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組的蒸汽進(jìn)汽量, 以保證低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的, 發(fā)電機(jī)組在安裝調(diào)試時(shí)選用了一套由杭州汽輪機(jī)廠和浙江大學(xué)靈峰科技開發(fā)公司共同研制的智能壓力變送器。經(jīng)過我們長期使用和不斷的改進(jìn), 其安全性、可靠性、靈敏度等多項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求, 取得了滿意的使用效果。
2 調(diào)壓原理
透平發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的原理如圖l 所示。
低壓蒸汽管網(wǎng)壓力經(jīng)壓力變送器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?一20 m A D C 電流信號(hào)送入K一叨3 型電調(diào)裝置, 經(jīng)內(nèi)部運(yùn)算處理后驅(qū)動(dòng)K O D 調(diào)速電機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng), 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組潤滑油系統(tǒng)中二次油的壓力, 使錯(cuò)油門滑閥產(chǎn)生向上或向下的運(yùn)動(dòng), 并通過杠桿系統(tǒng)上下移動(dòng)來操縱調(diào)節(jié)汽閥, 達(dá)到增加或減少發(fā)電機(jī)組入口蒸汽流量的作用, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的目的。
智能壓力變送器的工作原理
3.1 概述
智能壓力變送器以ST9000 型智能調(diào)節(jié)器為核心，它是具有多種調(diào)節(jié)功能的微機(jī)化調(diào)節(jié)裝置，wuxu編程即可對(duì)各種對(duì)象進(jìn)行有效地控制，操作方便、簡單、可靠。
3.2 主要技術(shù)指標(biāo)
壓力測量范圍： O-l.6Mpa輸入信號(hào)種類： 0～lOmADC 、4～20mADC輸出信號(hào)種類：繼電器輸出、4～20mADC 輸出動(dòng)作靈敏度z O.OlMpa上、下限報(bào)警設(shè)定范圍： 0～ 100%工作電壓： 380VAC(三相）
3.智能壓力變送器的結(jié)構(gòu)和功能
3.3.1 表盤部分
3.3.2 參數(shù)設(shè)置
利用ST9000 面板上的功能鍵可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)所有參數(shù)的設(shè)置和瀏覽，參數(shù)顯示狀態(tài)及流程如圖3 所示。
由于我們選用的是繼電器輸出，因此參數(shù)PC 、DB 和T 的設(shè)定直接影響到ST9000 的控制效果，參數(shù)對(duì)繼電器lJ 、31 動(dòng)作時(shí)間的控制見表1
當(dāng)PC=DB 時(shí)，表l 中第4 、5 項(xiàng)動(dòng)作狀態(tài)不存在，儀表動(dòng)作與常規(guī)OF 電機(jī)伺服放大器的動(dòng)作一致：當(dāng)PC>DB 時(shí)，由于闊位偏差逐漸減小，越接近死區(qū)，減小速度越慢，從而顯著地提高了閥位控制精度，使系統(tǒng)的控制精度得到極大提高。
3.4 K-M/3 型壓力電調(diào)裝置的工作原理K-M/3 型壓力電調(diào)裝置的電路原理如圖4 所示。
當(dāng)機(jī)組成功并網(wǎng)后，電專業(yè)送來一個(gè)接點(diǎn)信號(hào)使KS 閉合，使用K-M/3 須進(jìn)行以下操作：
• 確認(rèn)儀表所有參數(shù)是否正確
• 閉合K-M/3 上的總控制電源空氣開關(guān)K7
• 閉合分電源開關(guān)DZ
• 實(shí)驗(yàn)開關(guān)K6 撥到運(yùn)行位（斷開狀態(tài)）
此時(shí)K-M/3 的使用根據(jù)具體情況又可分為手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)部分。
3.4. 1 手動(dòng)調(diào)節(jié)
當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，在室內(nèi)按下Kl 按鈕， 2J 得電使lJ 動(dòng)作， KOO 電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)入口蒸汽流量增加，管網(wǎng)壓力下降。當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，在室內(nèi)按下K2 按鈕， 4J 得電使3J 動(dòng)作， KOO 電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)入口蒸汽流量減少，管網(wǎng)壓力下降。同時(shí)2J 和4J 相互自鎖，以避免lJ 和3J 在任一時(shí)間同時(shí)動(dòng)作，從而保護(hù)KOO 電機(jī)。
3.4.2 自動(dòng)調(diào)節(jié)
在現(xiàn)場按下K-M/3 上的投入按鈕K3 ，使KM/3 的內(nèi)部繼電器5J 得電，一組常開觸點(diǎn)（ 5 、6 ）閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，另一組常開觸點(diǎn)（ 2 、3 ）閉合，從而接通ST9000 的繼電器輸出回路。再將ST9000 上的NM 鍵按下，使AUTO 燈常亮，ST9000 就處于自動(dòng)工作狀態(tài)。此時(shí)ST9000 將根據(jù)預(yù)先設(shè)置的蒸汽壓力值自動(dòng)控制其內(nèi)部繼電器動(dòng)作，分別控制KOO 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽管網(wǎng)壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。按下按鈕K4 或K5 ，繼電器5J 失電，一組閉合觸點(diǎn)（ 5 、6 ）斷開，自鎖解除；另一組閉合觸點(diǎn)（ 2 、3 ）斷開，切斷ST9000 的繼電器輸出回路， K-M/3 就又回到了手動(dòng)工作狀態(tài)。4 K-M/3 型電調(diào)裝置在使用過程中存在的問題
4.1 蒸汽壓力變送器選型落后
電調(diào)裝置自帶一塊電II 型壓力變送器，而我廠儀表均為電皿型，供電及輸出信號(hào)類型都與它不相同，因而在使用過程中給日常維護(hù)、檢查帶來很大不便。
4.2 繼電器接觸不良
電調(diào)裝置自帶了五個(gè)JTX 型繼電器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于蒸汽管網(wǎng)壓力經(jīng)常被動(dòng)，使得其中u 、2J 、3J 、4J 處于經(jīng)常動(dòng)作的狀態(tài)，長期工作容易造成觸點(diǎn)接觸不良。該繼電器還是插件式安裝，長期工作也容易造成插足與插座接觸不良，這些都會(huì)影響電調(diào)裝置的正常運(yùn)行。
4.3 室內(nèi)無投入按鈕
操作人員必須到現(xiàn)場才能將K-M/3 投入自動(dòng)運(yùn)行，從而給操作帶來不便。
4.4 自動(dòng)調(diào)節(jié)無限位措施
當(dāng)電調(diào)裝置白動(dòng)工作時(shí)，有時(shí)由于蒸汽管網(wǎng)壓力單向變化或蒸汽管網(wǎng)負(fù)荷的突然變化，使得電調(diào)裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)長時(shí)間單向動(dòng)作，這樣容易造成汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閱全開或全關(guān)，而汽輪機(jī)只有在#大蒸汽負(fù)荷（70T/H）的1/3-2/3 之中運(yùn)行才#穩(wěn)定和安全，因此必須采取有效措施來防止調(diào)節(jié)汽閥動(dòng)作到極限位置，保護(hù)機(jī)組的安全。
4.5 工作環(huán)境的影晌
電調(diào)裝置安裝在汽輪機(jī)旁，工作環(huán)境惡劣。特別是在夏天，環(huán)境溫度很高。經(jīng)測量，儀表盤內(nèi)溫度#高曾達(dá)到42 度以上，這會(huì)加速電子元器件的老化，容易出現(xiàn)各種隱性故障，影響其正常運(yùn)行，也給我們的日常維護(hù)帶米壓力。
5 解決方案與實(shí)施
針對(duì)使用過程中出現(xiàn)的各種問題，我們分別對(duì)其進(jìn)行了改造。
5.1 針對(duì)“蒸汽壓力變送器選型落后”的改進(jìn)措施
我們將原壓力變送器更換為…臺(tái)橫河系列YA43S 型壓力變送器，利用一組備用電纜將操作室內(nèi)的24VDC 電源引入壓力變送器，將壓力變送器的輸出信號(hào)接入K-M/3 中，并在ST9000 參數(shù)設(shè)置中作了相應(yīng)的修改，將參數(shù)設(shè)置中的第11 項(xiàng)“輸入類型”由0-,lOmADC 輸入改為4～20mADC 輸入，從而解決了這－問題。5.2 針對(duì)“繼電器接觸不良”的改進(jìn)措施將原M/3 中直接控制KOO 電機(jī)的小型通用繼電器lJ 、3J 拆除，用兩個(gè)交流接觸器替代（型號(hào)為CJ20-16），很好的解決了這一問題。5.3 針對(duì)“室內(nèi)無投入按鈕”的改進(jìn)措施我們仔細(xì)研究了設(shè)備帶來的電路圖，#后決定對(duì)K-M/3 內(nèi)部的線路做一下修改，就滿足了工藝的要求，具體修改如圖5 所示。
原KS 使用一對(duì)常開觸點(diǎn)串入按鈕K4 和按鈕K2之中，來實(shí)現(xiàn)退出功能。現(xiàn)在我們只要將K5 的一對(duì)常閉觸點(diǎn)一端不變和K2 相連，另一端直接并到電源母線上，就可以實(shí)現(xiàn)投入功能了。改進(jìn)后，當(dāng)需要將K-M/3 投入自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，直接在操作室內(nèi)按下KS, SJ 動(dòng)作， K-M/3 就實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。如需手動(dòng)操作，在操作室內(nèi)按下Kl 或K2 任一按鈕，使SJ 失電，將ST9000 的繼電器輸出回路切除，就可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。S.4 針對(duì)“自動(dòng)調(diào)節(jié)無限位措施”的改進(jìn)措施在操作室安裝一個(gè)歐姆龍繼電器6J （型號(hào)為MY2 ，線圈電源24VDC ），將其中一對(duì)常閉觸點(diǎn)串入Kl 至K2 短接線中，如圖6 所示。
在余熱電站自控系統(tǒng)西門子S7-400PLC 中對(duì)發(fā)電機(jī)入口蒸汽流量做上、下限報(bào)警及輸出接點(diǎn)組態(tài)。當(dāng)蒸汽流量高于上限設(shè)定值（設(shè)置為55TIH ＞或低于下限設(shè)定值（設(shè)置為20T/H ）時(shí)，上位機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員注意：同時(shí)下位機(jī)輸出開關(guān)量卡件觸點(diǎn)動(dòng)作，歐姆龍繼電器6J 的線國得電，常閉接點(diǎn)斷開，使K-M/3 中的SJ 失電，達(dá)到切除電調(diào)裝置自動(dòng)控制的作用，使其從自動(dòng)控制變?yōu)槿斯な謩?dòng)控制，從而保護(hù)了機(jī)組的安全。
5.5 針對(duì)“工作環(huán)境的影晌”的改進(jìn)措施
我們?cè)诂F(xiàn)場儀表控制柜頂部安裝了一臺(tái)排氣扇，加強(qiáng)儀表盤內(nèi)的空氣和外部空氣交換，并請(qǐng)熱電車間在靠近儀表盤的蒸汽電動(dòng)閥旁安裝了一塊2xl.5m 的熱輻射阻擋隔熱板，有效阻擋從蒸汽管線輻射來的熱量，使儀表的工作環(huán)境得到了較大的改進(jìn)。經(jīng)測量，儀表盤內(nèi)溫度由改造前的#高42 度降低為34 度左右，效果十分明顯。
6 結(jié)論
通過以上的改進(jìn)， K-M/3 型電調(diào)裝置工作的可靠性、穩(wěn)定性都得到了加強(qiáng)，故障率大幅下降。經(jīng)過長期的跟蹤觀察， K-M/3 型智能電調(diào)裝置的工作原理可靠，調(diào)節(jié)方式成熟、準(zhǔn)確，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效的保證了工廠低壓蒸汽管網(wǎng)的穩(wěn)定，減少了電耗成本，增加了工廠經(jīng)濟(jì)效益，在工廠類似機(jī)組中有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)注我們 實(shí)現(xiàn)共贏