封閉母線微正壓裝置缺陷的處理及改進

（山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東青島 266100）

0.引言

摩洛哥努奧三期1×150MW光熱工程封閉母線微正壓裝置是由廠家設(shè)計、供貨和調(diào)試，在氣源的供應(yīng)上只是在說明書中簡單提了一句“正式氣源由廠用儀用氣源提供，IPB空壓機作為備用氣源”。而設(shè)計院圖紙上沒有相關(guān)設(shè)計，廠用儀用氣源漏設(shè)，現(xiàn)場給封母提供氣源的是IPB空壓機。整個回路中沒有涉及儀用氣源和輔助氣源的自動切換，雙氣源的閉鎖問題，雙氣源消失后的報警，整個控制回路比較繁瑣，電氣元器件較多，可靠性不高，有的功能甚至不滿足機組運行要求，這對設(shè)備安全運行帶來一定的隱患，我們經(jīng)過研究分析采取以下措施給予解決。

1.微正壓裝置存在的問題

封母有兩路氣源，一路氣源來自廠用儀用氣源，其壓力0.88MPa，管徑1/2NPT,另一路來自IPB空壓機，其壓力0.85MPa，管徑DN15，氣體要求流量為0.42Nm3/min～0.6Nm3/min。每一路氣源經(jīng)過各自的電磁閥DF1、DF2后送往儲氣罐進行緩沖，再經(jīng)過減壓閥減壓到0.25Mpa后送到二位五通電磁閥DF3，由電磁閥DF3進行分配，分時段送到干燥塔A和干燥塔B,經(jīng)過干燥的壓縮空氣送到三相封閉母線內(nèi)。在封閉母線的另一側(cè)有對應(yīng)的回氣管送到微正壓裝置的壓力測量設(shè)備進行氣壓監(jiān)測，由回氣反饋控制電磁閥DF1,DF2的通斷，讓封母內(nèi)氣體壓力保持在0.03MPa～0.2MPa。

由于封母縫隙的存在，封母內(nèi)的氣壓逐漸降低，當(dāng)封母內(nèi)ABC三相的壓力低于0.03MPa時，儀用氣源重新開始給微正壓裝置供氣，這樣周而復(fù)始不間斷供氣。

IPB空壓機作為備用氣源一直處于待機狀態(tài)，當(dāng)操作人員按下SB2時，IPB空壓機側(cè)的電磁閥DF2打開，壓縮空氣由IPB空壓機提供氣源給微正壓裝置。

這套裝置存在以下問題：

（1）如果沒有操作人員在就地啟動微正壓裝置，該裝置不會主動給封母供氣。

（2）如果儀用氣源壓力降低或停止供氣，IPB空壓機也不會自動啟動，封母仍然沒有氣源提供。

（3）如果啟動IPB啟動空壓機后，儀用氣源再恢復(fù)供氣，微正壓裝置不能自動切換到儀用氣源，這樣一直使用IPB空壓機供氣會影響IPB空壓機的使用壽命。

（4）如果有人同時按下SB2，SB3，儀用氣源和IPB空壓機兩回路同時啟動，當(dāng)空壓機的壓力比儀用氣源的壓力高時，IPB空壓機的壓縮空氣經(jīng)過儀用氣源管道跑到儀用氣源回路中，未經(jīng)過干燥的空氣可能會對電廠的其他儀用設(shè)備造成傷害。

（5）電廠運行要求：1）壓力繼電器APGA,APGB,APGC有一個壓力低于0.03MPa時，微正壓裝置要給封閉母線供氣。2）壓力繼電器APGA,APGB,APGC有一個壓力高于0.2MPa時微正壓裝置停止給封閉母線供氣。因為KM4,KM7,KM8串聯(lián)在KM1,KM6的微正壓供氣回路中，KM4,KM7,KM8同時接通才能啟動KM1,KM6，很顯然這套控制回路只能滿足第二個條件，第一個條件無法滿足。

2.對微正壓裝置的改造方案

為了解決以上問題，我們對微正壓裝置進行如下改造：

（1）在儀用氣源管路的電磁閥前面增加一個氣體壓力開關(guān)PS，要求壓力開關(guān)耐受壓力為1MPa,大于0.88MPa的系統(tǒng)壓力，以保證壓力開關(guān)不損壞。其次，壓力開關(guān)調(diào)整范圍為0.1MPa～1.0MPa,在儀用氣源給微正壓裝置充氣時，管道的壓差降控制在合理的范圍內(nèi)，不會影響壓力開關(guān)的正常動作。

為了保證壓力開關(guān)動作可靠，在壓力開關(guān)后面增加一個BFR-4000減壓閥來控制管路內(nèi)的氣體流速，達到管路內(nèi)的氣體壓力不低于壓力開關(guān)的動作值。

（2）控制回路中增加自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)TB1，并對KM3,KM5引入閉鎖，用一個繼電器的常閉輔助接點來閉鎖另一個繼電器。

1）當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)達到手動位置時，TB1的接點21、22,23、24斷開，TB1的接點11、12, 13、14閉合，微正壓裝置由操作人員手動啟動，這樣兩路氣源切換相互閉鎖，避免IPB空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣送到廠用儀用氣源回路中，這樣保證兩路氣源互不干擾，杜絕了空壓機給儀用氣源管道反送氣，保證儀用氣源系統(tǒng)的穩(wěn)定避免其他儀用設(shè)備的損壞。

2）當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)達到自動位置時，由于TB1的接點11、12,13、14斷開SB2,SB3不起作用，TB1的接點21、22,23、24閉合，此時壓力開關(guān)PS控制微正壓裝置的充氣。當(dāng)儀用氣源壓力低于設(shè)定值（現(xiàn)場調(diào)整為0.4MPa）時PS的1、5閉合1、3斷開，IPB空壓機回路啟動，封閉母線由IPB空壓機提供氣源。當(dāng)儀用氣源壓力高于設(shè)定值（現(xiàn)場調(diào)整為0.4MPa）時PS的1、3閉合1、5斷開，空壓機停止工作，封閉母線由儀用氣源提供，這樣完成雙氣源的自動切換，正常情況下儀用氣源壓力為0.88MPa，封閉母線由儀用氣源供氣。

（3）為了確保封母內(nèi)的氣體壓力不低于0.03MPa,在自動模式控制空壓機回路中增加斷電延時繼電器KT1，并對壓力繼電器控制線路進行改造，見圖1。

當(dāng)IPB三相內(nèi)壓力都低于設(shè)定值0.03MPa時，APGA/B/C的15/16觸點接通，KM4,KM7,KM8繼電器得電后吸合，給斷電延時繼電器KT1提供電源啟動KT1，調(diào)整KT1延時時間為1min～10min，10min后封母三相壓力都低于0.03MPa時向DCS發(fā)報警信號。

（4）為了滿足機組運行對封母內(nèi)氣體壓力不高于0.2 MPa要求，在微正壓裝置的壓力控制回路中增加繼電器KM,KM9,KM10,KM11,（在回路中增加KM9,KM10,KM11并修改KM4,KM7,KM8的回路是因為封母反饋壓力繼電器APG低壓動作和高壓動作分別只有一組輔助觸點，無法滿足啟動回路及指示燈回路所需要的輔助觸點，增加繼電器是為了擴展APG的輔助觸點。壓力繼電器APG低壓動作輔助觸點為14、15、16，其中15是公共點，14、15在母線反饋壓力從0到設(shè)定值時為開點，15、16是閉點，當(dāng)封母壓力達到低壓設(shè)定值時14、15變?yōu)殚]點，15、16變?yōu)殚_點。高壓動作輔助觸點對應(yīng)11、12、13，12是公共點，11、12是開點，12、13是閉點，當(dāng)壓力達到高壓設(shè)定值時，11、12變?yōu)殚]點，12、13變?yōu)殚_點。）

修改后的最終圖紙如圖1。

圖1 修改后的最終圖

（5）整套控制裝置用到16個繼電器和一個干燥器控制器（不在本文中介紹），有的繼電器要求至少5對輔助觸點，線路明顯繁雜且沒有擴展空間。元器件越多故障越多，這給運維帶來了不少的工作量。因條件限制，現(xiàn)場也不可能對控制回路進行大的改造，但這套控制回路還是不夠完善，我們在以后新建電廠或改造時考慮采用PLC替代這套繼電器回路，用PLC的梯形圖代替各種繼電器來完成各種邏輯的需要。

本套裝置一共11個輸入信號，分別是停止按鈕SB1,空壓機啟動信號SB2,儀用氣源啟動信號SB3,自動切換信號TB1，壓力切換信號DS1，A相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12,B相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12,C相母線低壓反饋15/16高壓反饋11/12。輸出指令一共有3個，儀用氣源電磁閥DF1，空壓機輸出電磁閥DF2，干燥塔切換電磁閥DF3，還有5個指示燈信號，如果選用西門子PLC S7-200控制器，以上輸入輸出信號將變得明晰簡潔。通過PLC編程，用梯形圖來反映控制回路的性能要求，這樣完全可以替代繼電器回路，并得以充分?jǐn)U展，同時能提高設(shè)備運行的可靠性。

3.結(jié)語

通過對摩洛哥努奧三期1×150MW光熱工程封母微正壓裝置的問題分析研究，我們找到了雙氣源切換及氣壓控制缺陷的解決辦法，經(jīng)過改造后的設(shè)備運行非常可靠，改造后的微正壓裝置完全滿足了機組運行要求，希望努奧工程封母微正壓裝置問題的分析與解決能給其他機組同類設(shè)備的改進提供一些借鑒與參考。