660MW機組3A閥油站DCS控制改造

張大偉

摘要：介紹了HORA液控閥油站的基本控制方式，對其采用的小型PLC控制系統做了簡單的說明，以及在實際運行中對于該控制方式的一些可以加以改造使之運行更加可靠的方法。并結合電廠自身兩臺660MW機組近兩年3A閥油站實際運行情況，對3A閥運行可靠性進行分析，并提出相應的預防措施與改進措施。

關鍵詞：油站控制;PLC;DCS;改造

一、3A閥油站存在的問題

我廠兩臺機組投產至今，3A閥油站共發生SAP缺陷9條，其中6條均導致油站跳閘，結合歷次缺陷深度分析并通過對系統進一步梳理，主要有以下問題：

（1）我廠3A閥油站采用德國HORA，控制系統采用西門子S7-200 PLC控制，廠家所提供的技術資料為英文，檢修人員閱讀和理解有一定困難，對設備參數調整有較大障礙。

（2）3A閥油站PLC壓力、液位、溫度測量一次元件均為進口備件，其他系統不通用，維護費用成本高;油站所有一次元件供電方式為就地24V電源模塊供電，電源可靠性差，且壓力、溫度、液位這三個點全部為油站跳閘信號點，所以油站保護均為單點保護。2016年8月28日，#1爐3A閥油站跳閘，原因為油溫信號隔離器信號線虛接，導致油箱溫度為壞點，溫度保護動作。

（3）油路控制的7個電磁閥及1個比例閥接線箱位于閥體旁邊，任何一個電磁閥動作不正常，都會引發閥門不能正常動作。2017年2月6日#2爐3A閥1不能正常動作，反饋卡在55%，給指令后實際閥門不動作。試驗后可以快開，不能快關，也不能操作。原因：DCS側3A閥1的允許操作未投入，導致MV5、6、7電磁閥不能正常帶電，故不能正常操作;就地閥門接線盒處接線松動，導致MV3電磁閥不能正常帶電，故不能快關。

（4）我廠3A閥油站的原設計為就地手動控制，無法實現DCS遠方控制，這樣勢必會導致不能及時操作，也增加了運行人員的工作量;二是存在操作安全隱患：要進行油泵切換試驗時，運行人員必須到就地去操作控制面板上的按鈕，不能實現集控室遠方操作，費時費力，還增加了誤操作的概率;三是發生設備故障時，PLC中沒有歷史記錄，無法給設備異常分析提供依據。3A閥油站就地HMI控制面板中故障一頁中的總復位按鈕是用來復位停車故障的，在有一般報警的情況下，如誤按下，則油站將停止運行。2016年10月24日20：06：28#1爐3A閥油站#2油泵跳閘，3A閥打開，閥位8.5%，除油站異常報警外，未見明顯異常信號，就地一小時后啟動油泵正常運行;2017年7月，由于油泵運行160S切換油泵運行時，導致油站跳閘，一小時后重新啟動油泵正常。兩次事故均導致油站停運時間長達一小時，即3A閥一小時不能正常動作，直接危及機組安全運行。

二、改造技術方案及實施

具體改造方案如下：

首先，在軟件方面：熱控人員堅持實用為主的技術風格，結合原來的就地控制圖紙資料，設計符合實際的3A閥油站DCS控制邏輯。在設計新的邏輯圖時，主動與機務專業及運行人員溝通，了解油站及系統運行工況，通過多次模擬實驗、反復修改后，最終完成了3A閥油站邏輯的具體設計工作。通過邏輯上的改造，最大程度上利用了DCS的先進功能、提高了3A閥油站設備的利用效率，下面以#2爐3A閥油站為例簡述邏輯改造：

1）增加A、B、循環泵及A、B溢流閥啟動指令（反饋信號之前已引入DCS監視）;增加A、B、循環泵故障反饋;增加A、B、循環泵遠方就地反饋;堵塞開關1、2反饋;蓄能器反饋，共計13個硬點。并將所有信號及指令加入歷史點。

2）DROP13中增加A泵控制邏輯sheet008、B泵控制邏輯sheet009、循環泵控制邏輯sheet010、模擬量控制邏輯011、備用投退邏輯sheet012，共計5頁邏輯。以油泵A為例簡述油泵控制邏輯：

A、油泵A（電氣給一組油泵運行信號;就地/遠方接點;啟動指令接點;停止指令接點）。

B、啟允許：液位正常（液位在180～315mm范圍）且溫度正常（溫度不低）。

C、自動起：（1）油泵B停止，自動起油泵A;（連鎖投入）。

（2）油泵B運行，且油壓低于16MPa。

D、自動停：油泵B運行，油壓高于19MPa（壓力低連啟泵壓力提升后，停運行泵、保持備用泵運行）。

E、超馳停：（1）油壓異常（油壓高于21MPa）。

（2）油位異常（油位低于180mm）。

F、油泵B（同油泵A）。

G、循環油泵無連鎖條件，啟動允許、跳閘邏輯同油泵A。

H、系統油壓低于17MPa加載電磁閥帶電;系統油壓高于19MPa加載電磁閥失電。

I、溫度測點在控制邏輯增加速率及質量判斷;液位測點增加質量判斷。

3）增加A泵手操器6510、B泵手操器6511、循環泵手操器6512、備用投退6513，共計4個彈窗;增加壓力低、壓力高、溫度低、溫度高、液位低、液位高畫面顯示報警。

4）就地PLC已取消，全部操作由DCS控制，就地控制箱留有3臺油泵的遠方、停止、就地切換旋鈕，打到就地位置時，油泵自動啟動，油壓調節仍由DCS控制。

其次，硬件方面：就地控制箱內部接線改造，將開關量反饋信號甩開繼電器控制回路，直接連接到DCS的DI卡件;將指令甩開繼電器回路，直接接入DCS的DO卡件;將模擬量反饋信號甩開用信號隔離器供電方式，直接接入DCS的AI卡件;將壓力傳感器由德國HORA更換為羅斯蒙特壓力變送器，且增加油站系統壓力2測點（20HAG12CP102）;3A閥油站液壓缸接線箱更換空間充足的接線箱及質量更可靠的端子排。

三、取得成果及經驗

通過這次3A閥油站的DCS改造至今已近2年，改造后運行情況良好，未出現任何異常情況，改造后油站控制系統有以下特點：1、全面實現DCS遠方操作。2、熱控信號誤發得到有效控制，自改造后，熱控缺陷為零。3、減少了維護費用，原控制柜內繼電器實現零維護費用;原PLC及其卡件可用到其他小型技改中;原來使用的進口一次元件由常用備件替換。4、故障原因檢查方便，實用性強，也便于設備的狀態性檢修。

參考文獻

[1]翁獻進，趙德虎.火電廠中速磨潤滑油站控制納入DCS系統的改造

[2]王俊.微油點火控制系統改造—PLC控制改DCS控制