摘要對智能壓力變送器在石油化工廠余熱電站透平機組上的使用情況進行了總結, 介紹了該型號電調裝置的工作原理及對其進行的改進。
引言
余熱電站發(fā)電機組的主要任務就是穩(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)電機組需根據(jù)低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的波動隨時調節(jié)機組的蒸汽進汽量, 以保證低壓蒸汽管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。為了實現(xiàn)這個目的, 發(fā)電機組在安裝調試時選用了一套由杭州汽輪機廠和浙江大學靈峰科技開發(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, 其安全性、可靠性、靈敏度等多項指標均達到了設計的要求, 取得了滿意的使用效果。
2 調壓原理
透平發(fā)電機組調節(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轉變?yōu)?一20 m A D C 電流信號送入K一叨3 型電調裝置, 經(jīng)內部運算處理后驅動K O D 調速電機正向或反向轉動, 調節(jié)發(fā)電機組潤滑油系統(tǒng)中二次油的壓力, 使錯油門滑閥產(chǎn)生向上或向下的運動, 并通過杠桿系統(tǒng)上下移動來操縱調節(jié)汽閥, 達到增加或減少發(fā)電機組入口蒸汽流量的作用, 進而實現(xiàn)調節(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 型智能調節(jié)器為核心，它是具有多種調節(jié)功能的微機化調節(jié)裝置，wuxu編程即可對各種對象進行有效地控制，操作方便、簡單、可靠。
3.2 主要技術指標
壓力測量范圍： O-l.6Mpa輸入信號種類： 0～lOmADC 、4～20mADC輸出信號種類：繼電器輸出、4～20mADC 輸出動作靈敏度z O.OlMpa上、下限報警設定范圍： 0～ 100%工作電壓： 380VAC(三相）
3.智能壓力變送器的結構和功能
3.3.1 表盤部分
3.3.2 參數(shù)設置
利用ST9000 面板上的功能鍵可以方便的實現(xiàn)對所有參數(shù)的設置和瀏覽，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 的設定直接影響到ST9000 的控制效果，參數(shù)對繼電器lJ 、31 動作時間的控制見表1
當PC=DB 時，表l 中第4 、5 項動作狀態(tài)不存在，儀表動作與常規(guī)OF 電機伺服放大器的動作一致：當PC>DB 時，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 型壓力電調裝置的工作原理K-M/3 型壓力電調裝置的電路原理如圖4 所示。
當機組成功并網(wǎng)后，電專業(yè)送來一個接點信號使KS 閉合，使用K-M/3 須進行以下操作：
• 確認儀表所有參數(shù)是否正確
• 閉合K-M/3 上的總控制電源空氣開關K7
• 閉合分電源開關DZ
• 實驗開關K6 撥到運行位（斷開狀態(tài)）
此時K-M/3 的使用根據(jù)具體情況又可分為手動調節(jié)和自動調節(jié)兩個部分。
3.4. 1 手動調節(jié)
當蒸汽管網(wǎng)壓力高于設定值時，在室內按下Kl 按鈕， 2J 得電使lJ 動作， KOO 電機正向轉動，發(fā)電機入口蒸汽流量增加，管網(wǎng)壓力下降。當蒸汽管網(wǎng)壓力低于設定值時，在室內按下K2 按鈕， 4J 得電使3J 動作， KOO 電機反向轉動，發(fā)電機入口蒸汽流量減少，管網(wǎng)壓力下降。同時2J 和4J 相互自鎖，以避免lJ 和3J 在任一時間同時動作，從而保護KOO 電機。
3.4.2 自動調節(jié)
在現(xiàn)場按下K-M/3 上的投入按鈕K3 ，使KM/3 的內部繼電器5J 得電，一組常開觸點（ 5 、6 ）閉合實現(xiàn)自鎖，另一組常開觸點（ 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 就處于自動工作狀態(tài)。此時ST9000 將根據(jù)預先設置的蒸汽壓力值自動控制其內部繼電器動作，分別控制KOO 電機的正反轉，從而實現(xiàn)蒸汽管網(wǎng)壓力的自動調節(jié)。按下按鈕K4 或K5 ，繼電器5J 失電，一組閉合觸點（ 5 、6 ）斷開，自鎖解除；另一組閉合觸點（ 2 、3 ）斷開，切斷ST9000 的繼電器輸出回路， K-M/3 就又回到了手動工作狀態(tài)。4 K-M/3 型電調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，供電及輸出信號類型都與它不相同，因而在使用過程中給日常維護、檢查帶來很大不便。
4.2 繼電器接觸不良
電調裝置自帶了五個JTX 型繼電器來實現(xiàn)自動控制。由于蒸汽管網(wǎng)壓力經(jīng)常被動，使得其中u 、2J 、3J 、4J 處于經(jīng)常動作的狀態(tài)，長期工作容易造成觸點接觸不良。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，這些都會影響電調裝置的正常運行。
4.3 室內無投入按鈕
操作人員必須到現(xiàn)場才能將K-M/3 投入自動運行，從而給操作帶來不便。
4.4 自動調節(jié)無限位措施
當電調裝置白動工作時，有時由于蒸汽管網(wǎng)壓力單向變化或蒸汽管網(wǎng)負荷的突然變化，使得電調裝置的自動調節(jié)長時間單向動作，這樣容易造成汽輪機調節(jié)汽閱全開或全關，而汽輪機只有在#大蒸汽負荷（70T/H）的1/3-2/3 之中運行才#穩(wěn)定和安全，因此必須采取有效措施來防止調節(jié)汽閥動作到極限位置，保護機組的安全。
4.5 工作環(huán)境的影晌
電調裝置安裝在汽輪機旁，工作環(huán)境惡劣。特別是在夏天，環(huán)境溫度很高。經(jīng)測量，儀表盤內溫度#高曾達到42 度以上，這會加速電子元器件的老化，容易出現(xiàn)各種隱性故障，影響其正常運行，也給我們的日常維護帶米壓力。
5 解決方案與實施
針對使用過程中出現(xiàn)的各種問題，我們分別對其進行了改造。
5.1 針對“蒸汽壓力變送器選型落后”的改進措施
我們將原壓力變送器更換為…臺橫河系列YA43S 型壓力變送器，利用一組備用電纜將操作室內的24VDC 電源引入壓力變送器，將壓力變送器的輸出信號接入K-M/3 中，并在ST9000 參數(shù)設置中作了相應的修改，將參數(shù)設置中的第11 項“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“繼電器接觸不良”的改進措施將原M/3 中直接控制KOO 電機的小型通用繼電器lJ 、3J 拆除，用兩個交流接觸器替代（型號為CJ20-16），很好的解決了這一問題。5.3 針對“室內無投入按鈕”的改進措施我們仔細研究了設備帶來的電路圖，#后決定對K-M/3 內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 使用一對常開觸點串入按鈕K4 和按鈕K2之中，來實現(xiàn)退出功能。現(xiàn)在我們只要將K5 的一對常閉觸點一端不變和K2 相連，另一端直接并到電源母線上，就可以實現(xiàn)投入功能了。改進后，當需要將K-M/3 投入自動運行時，直接在操作室內按下KS, SJ 動作， K-M/3 就實現(xiàn)自動運行。如需手動操作，在操作室內按下Kl 或K2 任一按鈕，使SJ 失電，將ST9000 的繼電器輸出回路切除，就可實現(xiàn)手動控制。S.4 針對“自動調節(jié)無限位措施”的改進措施在操作室安裝一個歐姆龍繼電器6J （型號為MY2 ，線圈電源24VDC ），將其中一對常閉觸點串入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 中對發(fā)電機入口蒸汽流量做上、下限報警及輸出接點組態(tài)。當蒸汽流量高于上限設定值（設置為55TIH ＞或低于下限設定值（設置為20T/H ）時，上位機發(fā)出聲光報警，提醒操作人員注意：同時下位機輸出開關量卡件觸點動作，歐姆龍繼電器6J 的線國得電，常閉接點斷開，使K-M/3 中的SJ 失電，達到切除電調裝置自動控制的作用，使其從自動控制變?yōu)槿斯な謩涌刂疲瑥亩Ｗo了機組的安全。
5.5 針對“工作環(huán)境的影晌”的改進措施
我們在現(xiàn)場儀表控制柜頂部安裝了一臺排氣扇，加強儀表盤內的空氣和外部空氣交換，并請熱電車間在靠近儀表盤的蒸汽電動閥旁安裝了一塊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。經(jīng)測量，儀表盤內溫度由改造前的#高42 度降低為34 度左右，效果十分明顯。
6 結論
通過以上的改進， K-M/3 型電調裝置工作的可靠性、穩(wěn)定性都得到了加強，故障率大幅下降。經(jīng)過長期的跟蹤觀察， K-M/3 型智能電調裝置的工作原理可靠，調節(jié)方式成熟、準確，大大減輕了操作人員的勞動強度，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)濟效益，在工廠類似機組中有較高的推廣和應用價值。
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