上海申弘閥門有限公司
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水輪機(jī)組固定式球閥控制維護(hù) |
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詳細(xì)介紹 | ||||||||||||||||
1、之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在介紹水輪機(jī)組固定式球閥控制維護(hù)引言 進(jìn)水閥在水輪發(fā)電機(jī)組中起著非常重要的作用:當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí),關(guān)閉進(jìn)水閥門用于減小水流損失;當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障而調(diào)速器失靈時(shí),能在動(dòng)水下緊急關(guān)閉,迅速切斷水流,避免事故的繼續(xù)擴(kuò)大。球閥是進(jìn)水閥的一種。近年來隨著我國(guó)大型沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組的不斷發(fā)展,對(duì)制造和控制技術(shù)的要求也日益提高,對(duì)進(jìn)水球閥的控制就顯得尤為重要。早期的球閥控制系統(tǒng)在電氣控制上采用常規(guī)的繼電器邏輯控制方式,由于組成的元器件均組裝在大小不同的盤柜中,轉(zhuǎn)接點(diǎn)多、配線復(fù)雜,從而導(dǎo)致控制裝置的故障易發(fā),可靠性欠佳,且邏輯關(guān)系復(fù)雜,控制方式單一,信息量少,僅能滿足基本功能;在機(jī)械液壓控制上采用管路加閥門的方式,配管復(fù)雜,有可能產(chǎn)生大的泄漏,互換性、通用性差,使用壓力范圍窄。目前電廠對(duì)機(jī)組的自動(dòng)化要求不斷提高,傳統(tǒng)控制方式已不能滿足用戶要求。針對(duì)這一現(xiàn)象,東方電機(jī)控制公司對(duì)球閥控制進(jìn)行了大量的改進(jìn),采用現(xiàn)代電子控制技術(shù)和二通插裝閥與集成控制閥塊結(jié)構(gòu),開發(fā)出新型球閥控制裝置,現(xiàn)已成功應(yīng)用于金窩電站、仁宗海電站等大中型沖擊式機(jī)組。本文對(duì)該控制裝置的組成、功能、特點(diǎn)等作一簡(jiǎn)要介紹。 Q947F水電站球閥主要用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì),也可用于流體的調(diào)節(jié)與控制。與其它閥類相比,球閥具有如下的一些優(yōu)點(diǎn): 電氣控制系統(tǒng)采用PLC電氣控制柜或壁掛式PLC電氣控制箱。PLC電氣控制柜是電氣控制系統(tǒng)的核心部件,采用PLC可編程序控制器,柜體面板上的顯示采用工業(yè)觸摸屏,這種方式成本較高且占用空間較大,但功能完善,方便使用和維護(hù);壁掛式PLC電氣控制箱是可編程序控制器只作為核心控制部件,其余顯示部分仍采用指示燈等,這種方式結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,成本也較低,功能也很強(qiáng)大且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間要求不高。所以一般機(jī)組如無特殊要求我公司均采用壁掛式PLC電氣控制箱,本文就只對(duì)PLC電氣控制箱做簡(jiǎn)要介紹。 壁掛式PLC電氣控制箱內(nèi)裝有高性能可編程序控制器與輸入輸出接口,其正面板上裝有現(xiàn)地和遠(yuǎn)方控制轉(zhuǎn)換開關(guān)、聯(lián)動(dòng)和非聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、球閥開啟控制按鈕!球閥關(guān)閉控制按鈕以及各種狀態(tài)指示燈。 (1)可編程序控制器 可編程序控制器(PLC)屬整個(gè)電氣控制裝置的核心,其性能優(yōu)劣和性價(jià)比直接影響到控制裝置的品質(zhì)。球閥控制系統(tǒng)電氣控制裝置采用日本KOYO公司生產(chǎn)的DZ-250-1型PLC,供電電源為安全可靠的24VDC或22OVDC,該產(chǎn)品外形尺寸緊湊,安裝布置方便,具有很好的性價(jià)比。同時(shí),它支持220VAC電源供電,尤其適合水電廠電源環(huán)境,其大容量繼電器輸出模塊具有250VAC/的接點(diǎn)負(fù)載能力,可直接操作交流接觸器和電動(dòng)閥門,取消中間繼電器,簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 PLC主要技術(shù)指標(biāo)有: 工作電壓 220VAC/220VDC通用,24VDC 累加器規(guī)格32位(bit) 命令種數(shù) 189 處理速度 2ms/lk語 程序存儲(chǔ)容量7680語 數(shù)據(jù)寄存器 8320字 輸入輸出點(diǎn)數(shù)256點(diǎn) 內(nèi)部繼電器數(shù)1024點(diǎn) 定時(shí)器數(shù) 256 計(jì)數(shù)器數(shù) 128 累加器規(guī)格 32位(bit) 該系列可編程序控制器有兩個(gè)通訊口,支持RS232C/RS485?MODBUS協(xié)議,平均*運(yùn)行時(shí)間5000h,可根據(jù)水電站球閥控制裝置的輸入、輸出容量對(duì)PLC的電源框架和輸入、輸出模塊進(jìn)行選配。例如,就文中所述的情況而言,選擇槽5框架,模塊配置如下表所示:PLC模塊配置PLC模塊配置 (2)其他電氣部件 組成電氣控制裝置的其他部件,如選擇開關(guān)、按鈕、指示燈、開關(guān)電源等。 2.2、液壓控制系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)采用我公司設(shè)計(jì)改進(jìn)的液壓控制閥組,閥組上裝有操作球閥接力器開啟的電液換向閥和關(guān)閉的電液換向閥、二通插裝閥、單向閥、液動(dòng)換向閥、還裝有操作球閥工作密封投入與退出的電液換向閥,操作旁通閥開啟和關(guān)閉的電液換向閥!單向節(jié)流閥以及操作檢修密封投入和退出的手動(dòng)換向閥,該閥組上所有的電液換向閥、二通插裝閥、單向閥、液動(dòng)換向閥等采用,閥體、閥芯均采用不銹鋼材料,確保該閥組長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。閥組供油油壓為2.5~10MPa。閥組上端裝有壓力表,用來顯示壓力油源油壓。該閥組主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下: (1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、可靠性高、穩(wěn)定性好。 (2)外形尺寸小,連接方便,安裝成本低。 (3)消除了外泄漏,并減少了內(nèi)泄漏,降低了液壓系統(tǒng)維護(hù)成本。 (4)設(shè)置快速測(cè)試接頭能隨時(shí)監(jiān)測(cè)球閥接力器開啟腔、關(guān)閉腔油壓及各重要部分動(dòng)作情況。 (5)旁通閥開、關(guān)時(shí)間和球閥接力器開、關(guān)時(shí)間連續(xù)可調(diào),調(diào)節(jié)范圍廣,可滿足要求。 (6)采用可靠的、批量生產(chǎn)的、功能單一的標(biāo)準(zhǔn)液壓元件,裝置的互換性、通用性強(qiáng),標(biāo)準(zhǔn)化程度高,使用壓力范圍廣。 (7)僅靠純機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置過來的外控液壓信號(hào)就可直接液壓關(guān)閉球閥。 2.3、其他控制部件 在球閥的前后裝有一個(gè)差壓開關(guān)和兩塊壓力表,用于監(jiān)測(cè)和顯示球閥前!后端水壓,差壓開關(guān)為PLC控制系統(tǒng)提供球閥開啟前的平壓信號(hào);在球閥的操作油管路上裝有控制球閥的接力器開腔和旁通閥開腔開!閉的進(jìn)口電動(dòng)球閥,避免機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下發(fā)生誤動(dòng)作,確保機(jī)組的安全可靠;此外,還設(shè)有球閥!旁通閥!工作密封和檢修密封位置開關(guān),用于監(jiān)測(cè)其所處的狀態(tài)"其中差壓開關(guān)的選擇要注意根據(jù)各個(gè)電站實(shí)際情況選擇合適的量程。 3、水輪機(jī)組固定式球閥控制維球閥控制系統(tǒng)的功能 球閥控制系統(tǒng)具有電動(dòng)液壓和機(jī)動(dòng)液壓雙重控制功能,它既能接受電氣控制命令進(jìn)行球閥的開啟和關(guān)閉操作,又能在電氣控制命令失靈或控制和操作電源消失的情況下,直接接受機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置機(jī)動(dòng)換向閥的液壓控制命令進(jìn)行緊急關(guān)閉球閥操作,以保護(hù)機(jī)組的安全。 3.1、PLC電氣控制箱 PLC電氣控制箱(見圖1)內(nèi)裝有可編程序控制器,開關(guān)電源,電源斷路器,電源監(jiān)視器等,球閥的開啟與關(guān)閉流程由可編程序控制器程序控閥開啟控制按鈕,球閥關(guān)閉控制按鈕以及用來指制邏輯自行完成??刂葡涞那懊姘迳涎b有現(xiàn)地和示球閥、旁通閥、工作密封和檢修密封全開與全遠(yuǎn)方控制轉(zhuǎn)換開關(guān),聯(lián)動(dòng)和非聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān),球關(guān)狀態(tài)的指示燈。PLC電氣控制箱圖1 PLC電氣控制箱 當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到遠(yuǎn)方控制方式時(shí),控制箱接受遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)的控制,由監(jiān)控系統(tǒng)給出開啟或者關(guān)閉球閥的命令,球閥控制系統(tǒng)通過PLC程序控制邏輯完成球閥的開啟或關(guān)閉流程。當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到現(xiàn)地控制方式時(shí),由PLC電氣控制箱面板上的萬啟與關(guān)閉控制按鈕現(xiàn)地操作球閥的開啟與關(guān)閉"當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)緊急事故停機(jī)時(shí)(比如機(jī)組過速或者按動(dòng)機(jī)組緊急事故停機(jī)按鈕),不管是現(xiàn)地控制方式還是遠(yuǎn)方控制方式,都會(huì)關(guān)閉球閥以保證機(jī)組安全。 控制系統(tǒng)還設(shè)置了一個(gè)聯(lián)動(dòng)與非聯(lián)動(dòng)控制方式選擇開關(guān),它可用來決定球閥是否隨機(jī)組啟停而開啟和關(guān)閉"當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到聯(lián)動(dòng)方式,機(jī)組開機(jī)命令到來時(shí),開啟球閥;機(jī)組停機(jī)命令到來時(shí),關(guān)閉球閥"當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到非聯(lián)動(dòng)方式,球閥的開啟只接受遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)“遠(yuǎn)方開啟球閥”命令或現(xiàn)地開啟球閥控制按鈕的控制;球閥的關(guān)閉只接受遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)“錘方關(guān)閉球閥”命令或現(xiàn)地關(guān)閉球周控制按鈕的控制。 控制系統(tǒng)除了在PLC電氣控制箱面板上設(shè)有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈以外,它還提供如下狀態(tài)信號(hào),可反饋至中央控制室或者其他需要該信號(hào)的設(shè)備: 球閥的全開、全關(guān)位置信號(hào); 旁通閥的全開、全關(guān)位置信號(hào); 工作密封投入、退出狀態(tài)信號(hào); 檢修密封投入、退出狀態(tài)信號(hào); PLC退出運(yùn)行時(shí)故障報(bào)警信號(hào)。 3.2、球閥液壓控制閥組 (1)球閥液壓控制閥組(見圖2)是由二通插裝閥,開啟球閥的電液換向閥1DPK(單線圈),關(guān)閉球閥的電液換向閥1DPG(單線圈),球閥開、關(guān)時(shí)間調(diào)節(jié)裝置,液動(dòng)換向閥,控制旁通閥開、關(guān)的電液換向閥ZDP(雙線圈),調(diào)節(jié)旁通閥開、關(guān)時(shí)間的單向節(jié)流閥,控制工作密封投入、退出的電液換向閥3DP(雙線圈),控制檢修密封投入、退出的帶鎖旋鈕手動(dòng)換向閥SHP,壓力表,測(cè)壓接頭,外接法蘭,管接頭等液壓元器件和主閥塊、頂塊組成。全部液壓元器件集中安裝在主閥塊和頂塊上,成為一個(gè)球閥液壓控制閥組。閥組上還配有安裝底板,用于整個(gè)閥組的安裝固定。 (2)球閥液壓控制閥組有13個(gè)外接油口,其中Al接接力器開啟腔;Bl接接力器關(guān)閉腔;P0接壓力油源;功接回油箱;X0為外控油口,接機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置的機(jī)動(dòng)換向閥,用于接受機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置的液壓控制信號(hào);X(X)為外控油口,接球閥接力器全關(guān)位置機(jī)動(dòng)換向閥,用于接受球閥接力器全關(guān)裝置的液壓控制信號(hào);A2接旁通閥關(guān)閉腔;BZ接旁通閥開啟腔;A3接工作密封投入腔;B3接工作密封退出腔;A4接檢修密封退出腔;B4接檢修密封投入腔;T01接集油裝置。此外,球閥液壓控制閥組上,還設(shè)有6個(gè)微型測(cè)壓接頭,可用于在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí),監(jiān)測(cè)壓力油源、接力器開腔、接力器關(guān)腔!外控液壓信號(hào)的壓力及液動(dòng)閥所處狀態(tài)。 (3)球閥液壓控制閥組上的電液換向閥接受PLC電氣控制箱的電氣控制命令進(jìn)行球閥的開、關(guān)操作。當(dāng)球閥液壓控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí),也可以分別手動(dòng)操作球閥液壓控制閥組上電液換向閥,來開、關(guān)旁通閥,退出、投入工作密封,開、關(guān)球閥;但是必須按照球閥的操作順序進(jìn)行操作。 (4)在球閥液壓控制閥組上,設(shè)置有球閥開、關(guān)時(shí)間調(diào)節(jié)裝置,用于球閥開啟!關(guān)閉過程時(shí)間調(diào)節(jié)。球閥的開、關(guān)時(shí)間應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)要求設(shè)定。旁通閥開啟和關(guān)閉時(shí)間調(diào)節(jié)是通過裝于閥組上的單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 3.3、水輪機(jī)組固定式球閥控制維球閥的操作 3.3.1、球閥開啟 球閥開啟條件為:水輪機(jī)導(dǎo)葉在全關(guān)位置,球閥在全關(guān)位置,機(jī)組無事故,球閥檢修密封處于退出狀態(tài). 當(dāng)開啟條件全部滿足,且現(xiàn)地或遠(yuǎn)方發(fā)出開啟命令后,PLC電氣控制箱開啟控制程序啟動(dòng),首先,開啟球閥開啟腔電動(dòng)閥,再開啟旁通閥開啟腔電動(dòng)閥,控制ZDP電液換向閥,開啟旁通閥向蝸殼充水平壓,當(dāng)球閥前后端水壓的差壓值鑊30%全水壓力值時(shí),差壓開關(guān)動(dòng)作,控制3DP電液換向閥退出工作密封,工作密封退出,其位置開關(guān)動(dòng)作后,控制1DPK電液換向閥開啟球閥接力器,當(dāng)球閥開到全開位置,其位置開關(guān)動(dòng)作后,操作ZDP電液換向閥關(guān)閉旁通閥到全關(guān)位置,至此球閥開啟操作結(jié)束。 3.3.2球閥關(guān)閉 當(dāng)現(xiàn)地或遠(yuǎn)方發(fā)出關(guān)閉命令或機(jī)組事故拭機(jī)組事故包括:機(jī)組過速!機(jī)組事故停機(jī)、機(jī)械液壓過速保護(hù)動(dòng)作),PLC電氣控制箱關(guān)閉程序啟動(dòng),首先控制1DPG電液換向閥關(guān)閉球閥,當(dāng)球閥關(guān)到全關(guān)位置,其位置開關(guān)動(dòng)作,控制3DP電液換向閥投入工作密封到投入位置,再關(guān)閉球閥開啟腔電動(dòng)閥,關(guān)閉旁通閥開啟腔電動(dòng)閥,至此球閥關(guān)閉操作結(jié)束。 3.3.3、機(jī)械液壓過速保護(hù)動(dòng)作 機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置的機(jī)動(dòng)換向閥的液壓控制信號(hào)控制球閥關(guān)閉。在球閥液壓控制閥組上,設(shè)有外控油口X0和X00。正常狀態(tài)下(即機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置未動(dòng)作),外控油口X0是通過機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置的機(jī)動(dòng)換向閥1JP與壓力油源相連接,即外控油口X0處于有壓狀態(tài)。外控油口X00與球閥全關(guān)位置機(jī)動(dòng)換向閥2JP相連接,球閥關(guān)到全關(guān)位置,外控油口X00通過機(jī)動(dòng)換向閥2JP與壓力油源相通處于有壓狀態(tài);球閥在全關(guān)以上至全開位置外控油口X00通過機(jī)動(dòng)換向閥2JP與回油相通處于無壓狀態(tài)。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組過速時(shí),機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置動(dòng)作后,機(jī)動(dòng)換向閥1JP閥位發(fā)生切換,外控油口X0通過機(jī)動(dòng)換向閥與回油相通,球閥液壓控制閥組將直接由外控油口X0來的液壓信號(hào)自動(dòng)將球閥關(guān)閉,當(dāng)球閥接力器關(guān)至全關(guān)時(shí),球閥全關(guān)位置機(jī)動(dòng)換向閥2JP閥位發(fā)生切換,外控油口X00通過機(jī)動(dòng)換向閥與壓力油相通,操作液動(dòng)換向閥YP使之發(fā)生切換,通過電液換向閥3DP投入工作密封,實(shí)現(xiàn)機(jī)械液壓過速保護(hù)緊急關(guān)閉球閥的目的。球閥液壓控制閥組球閥液壓控制閥組圖2 球閥液壓控制閥組 3.3.4、檢修密封的投入和退出 檢修密封的投入和退出是由操作手動(dòng)換向閥SHP來完成的,該閥旋鈕帶鎖,以防止誤動(dòng)造成事故。 4、水輪機(jī)組固定式球閥控制維結(jié)語 |