沧东电厂一号机组CV阀控制回路改造

安琪

【摘 要】CV阀是海水淡化制水抽汽回路中的重要组成部分，低负荷时如需满足大量淡化抽汽时必须使用CV阀进行调节。由于设备质量问题，沧东电厂一号机组CV阀始终不能正常进行操作。热工专业通过认真分析，确定了控制回路的改造方案，并通过检修机会实施，改造后的CV阀已经能够满足运行调节需求。本文详细介绍了此项控制回路的改造过程。

【关键词】CV阀；伺服卡；控制回路

1.海水淡化抽汽回路概述

沧东电厂共配置三台海水淡化装置，一期为两台1万吨进口设备，二期为一台1.25万吨国产设备。海水淡化装置需要从汽轮机抽取四段抽汽作为制水汽源。在沧东电厂的四台机组中，一期两台亚临界机组作为主要供汽机组，每台机组配置两个抽汽调节阀EV和两个中压缸排汽调节阀CV，设计最大抽汽量400t/h。抽汽调节阀EV和中压缸排汽调节阀CV均受DEH系统控制，其作用为：当海水淡化需要制水抽汽时，首先打开EV，提供所需抽汽量；低负荷时，如果EV全开仍不能满足抽汽量需求，则逐渐关闭CV来增加EV抽汽量，满足海水淡化装置用汽量的需求。

2.CV阀控制回路介绍

CV阀是液动执行机构，介质为EH油，是由德国阿达姆斯厂家供货。阀门的控制回路主要由以下几部分组成：快速卸荷阀、角位移传感器、伺服卡和比例阀。现分别对几项设备进行说明。

（1）快速卸荷阀。快速卸荷阀是CV阀油路中的一道保护装置。电磁阀带电时，CV阀可以操作；失电时，泄EH油，弹簧力将CV阀快开，此时DEH控制系统的操作指令无效。此种结构能够确保在异常工况下CV阀实现快开功能。

（2）角位移传感器。CV阀的反馈装置，能够将CV阀的行程转化为4-20mA的反馈信号送给伺服卡并同时送DEH系统画面显示。

（3）伺服卡。控制回路中的一块能够实现伺服运算的卡件。伺服卡接收来自DEH控制系统的4-20mA指令信号和来自角位移传感器的4-20mA反馈信号，这两个信号进入卡件后，卡件能够对其进行PID运算，最终送出一个-10V—10V的电压信号驱动比例阀动作。

（4）比例阀。能够实现CV阀调节作用的控制阀。比例阀接收伺服卡送来的-10V—10V的指令，通过比例阀内部卡件的运算后，转化为比例阀的滑阀位移，控制进油和排油，达到控制阀门开度的目的。

3.CV阀存在的问题

2007年，由于当时海水淡化装置容量较低，CV阀不参与调节也可以满足抽汽需要，故将一号机组CV阀拆除。随着二期国产海水淡化装置的投运和后续可能继续增加的海水淡化装置，抽汽需求量不断增长，因此CV阀必须参与调节才能满足要求。经过上海某公司对原拆除的两台CV阀进行维修后，重新投入运行。但是调试过程中却发现左侧CV1虽能够操作但无法实现阀门的全开和全关，而机组运行中，左侧CV1和右侧CV2两个阀门在调节过程中开度必须保持一致，否则会出现汽轮机两个低压缸进汽不平衡的现象，对汽轮机的安全运行造成危害。因此CV1始终无法正常使用，这样一来，CV阀在制水抽汽回路中的调节作用也就不能在运行中得到实施。

4.原因分析及解决方案

通过CV阀的开关试验，阀门本体并无卡涩现象，因此排除了机务原因的可能，于是问题集中到控制回路中。而通过对控制回路中所辖各设备的分析，判断原因出在伺服卡上。是伺服卡的增益性能不满足要求导致了阀门不能全开和全关，需要采购新的伺服卡进行更换。然而原来使用的Rexroth公司生产的型号为VT-PVAR2-1X的伺服卡早已停产，备件更换已不可能，因此需要对伺服卡进行重新选型，并将控制回路进行改造。

通过多方选型和对比，最终我们确定使用Rexroth公司生产的型号为AVPC-mA的伺服卡来替代原来的伺服卡。其原因为：（1）两种伺服卡同属于Rexroth公司的产品，卡件的配置、调试有相似之处；（2）新伺服卡的内部配线相对简单；（3）新伺服卡在其他系统中有成功使用的经验。基于以上三点原因，我们认为此次控制回路改造工作还是有把握的。通过查阅相关资料，我们绘制了新的内部和外部接线图。

2012年9月#1机组停备检修中，我们根据所制定的改造方案和接线图对CV1阀门进行了控制回路的改造。接线完毕后，即进行阀门的静态调试，阀门静态调试步骤如下：

（1）断开指令线，将阀门伺服卡闭环退出。

（2）将万用表置于mA档，串入反馈回路中。

（3）手动操作比例阀，将阀门全关，将角位移传感器零点旋钮调至6.8mA。（阀门有18%机械限位）。

（4）手动操作比例阀，将阀门全开，将角位移传感器满度旋钮调至20mA。

（5）第3步和第4步需要反复进行几次，直至合适为止。

（6）加信号发生器至X1端子排5、6端子上，此时伺服卡上ON指示灯应变亮。

（7）给指令6.8mA，看阀门反馈是否也是6.8mA，如果大于则说明阀门未关到位，调整伺服卡上的zero旋钮使CV阀关闭，关到阀门反馈恰好到6.8mA时停止。

（8）给指令20mA，看阀门反馈是否也是20mA，如果小于则说明阀门未开到位，调整伺服卡上的gain旋钮使CV阀开启，开到阀门反馈恰好到20mA时停止。

（9）第7步和第8步需要反馈进行几次，直至合适为止。

（10）调试结束，恢复反馈和指令线。

静态调试完成后，我们又进行了CV1阀门的快开试验，试验结果正常。一号机组CV阀控制回路改造工作圆满完成。

5.改造后的效果

从阀门传动的结果来看，本次CV阀控制回路改造的结果是成功的。改造后的CV1阀门接收远方DEH指令后能够立即响应，动作非常迅速；指令变化1%阀门即可以开始动作，控制精度非常高；当远方发出快开指令后，快速卸荷阀能够迅速失电泄油，使阀门能在短时间内开启，完全能够满足制水抽汽回路对CV阀控制的需求。

6.总结

本次一号机组CV阀控制回路改造工作准备工作充分、进展顺利，改造完工后通过各项试验证明，改造后的CV阀完全能够满足制水抽汽回路对其控制的需求，可以说本次改造工作圆满完成。本次改造前，原计划采购新的液动执行机构更换，费用为80万元；而实际通过自主改造控制回路，采购新伺服卡的费用仅为7000元，大大节约了费用。另外，由于旧伺服卡已经停产，因此一期两台机组其他EV阀和CV阀都面临无法采购备件的问题。此次改造成功后，如果以后发生同样的问题，可以以本次改造为经验给后续的改造提供帮助。

【参考文献】

[1]许振宝.电液比例控制技术的研究.机械制造与自动化，2010.

[2]刘爱丽.新型电液滑阀执行机构的特点及工作原理.炼油设计，2001.

[3]AVPC-mA伺服卡使用说明书.

[4]Duplomatic比例阀使用说明书.