SIPARTPS2智能阀门定位器在华能大连电厂的应用

一、工程产生背景

华能大连电厂位于大连市郊的渤海湾海岸，靠近大连经济技术开发区，距市中心约30公里。是我国利用外资、集资办电建成的大型火电厂，现拥有装机容量140万千瓦，由四台35万千瓦燃煤机组组成。其中一期工程两台火力发电机组使用日本设备，分别于1988年9月和12月投入运营并具有70万千瓦的发电能力。；二期扩建工程于1996年3月动工，1998年12月先后投入运营。目前，华能大连电厂生产的电量通过东北电网上网销售。几年来，该厂年发电量都在38亿度以上，工厂生产的全过程基本实现了自动化控制。目前该厂的发电能力已达到105万千瓦。李鹏总理和电力部史大桢部长都对该厂提出了实现现代化管理的要求，希望将华能大连电厂建成全国电力企业的样板，并达到国际一流水平。

但由于一期工程设备已应用多年，设备老化，部分系统控制水平相对落后，在热工自动调节方面，外围控制设备故障过多、不可靠，调节用执行器大多都是气动执行器，是八十年代的产品，其性能不好，调节门拒动、震动现象时有发生，调节误差大。有些自动化设备已不能满足高速发展的自动化系统需求，在这种情况下，阀门定位器的改造就应运而生，此次改造首先对一期2#机组进行改造，涉及风机流量调节门6套，磨煤机冷热风调节挡板10套，燃烧器摆角控制4套，高低旁压力及减温水调门6套，及其他调节门20套以及二次风挡板13套；

二、SIPART PS2智能阀门定位器与招标方要求比较：

厂家对阀门定位器的技术性能要求及西门子SIPART PS2智能阀门定位器的性能比较如下：

招标方要求 西门子SIPART PS2
1 应为高精度电子定位系统； 高集成度微处理器的数字电子定位系统
2 定位与反馈一体 可一体也可分体安装
3 具备自动调校和手动校对、操作功能 具备自动调校和手动校对（无须外加设备）、操作功能
4 自带空气滤网和必要的压力表 滤网可外加，压力表可以选配（模块式）
5 其输入、输出必须是4-20ma的电流信号 其输入、输出是0/4-20ma的电流信号（两线制、四线制可选）
6 能够在-30-70度环境下连续无故障运行 能够在-30-80度环境下连续无故障运行
7 具有抗强电磁干扰能力 具有抗强电磁干扰能力
8 抗温度漂移及能力 具有抗温度漂移及能力
9 防水、防尘能力 防护等级IP65


除具有上述优点外，西门子SIPART PS2 智能定位器还具有以下特点：：

直行程和角行程执行机构采用同一类型的阀门定位器，直行程和角行程只需进行简单的几个参数的设置，这增加了设备应用的互换性、灵活性；

安装简单，高度自动化调校，并且免维护运行，这意味着节省时间，应用方便；

三个按键和双行LCD显示可实现简捷的操作和编程；

具有零位和行程范围的手动和自动调节功能；

具有可选的或可编程的输出特性；

具有自诊断功能；

耗气量极少；

设定值和控制变量极限值可进行选择；

可进行设置阀门"紧密关闭" 功能；

可进行死区设置；

在线自适应程序意味着即使在恶劣的环境条件下也能高质量地实现控制；

SIPART PS2定位器内固化的参数可提供许多功能，定位器可进行灵活简单的组态，例如阀门特性，行程限定或分程操作；

温度和压缩空气压力的变化对SIPART PS2定位器的影响可以忽略；
三、工程实施过程中遇到的问题及解决办法：

4个燃烧器摆角阀门定位器安装，阀门行程达到400mm，所以要进行直行程大位移向小位移（可测量范围）的转换，原先老的定位器采用弹簧加压力传感器的方式，但弹簧有震动，此次改造采用斜铁的方式，是将阀门定位器的行程导轨贴在斜铁上，把垂直方向的较大的位移转换成水平方向的较小位移，现场应用情况良好，


1个高压旁路温度调节阀和2个低压旁路温度调节阀，也同样存在上述问题，由于此阀门水平放置，为便于安装及减少测量连接件的重量，此次改造采用万向节的方式，但有点误差，但对于300mm的量程来说，2~3mm的误差可忽略，现场应用情况较好；


6个风机入口调节门，为角行程工作方式，甲方要求带失电保位功能，既当阀门定位器的电源消失时，应使阀门保持当前位置，以避免一旦DCS供来的4~20mA信号（DCS供给阀门定位器的AO信号不冗余）消失，使风机入口调节门迅速进入全开或全关的位置，而使锅炉出现较大的压力波动，可能引起锅炉跳闸，而引起生产事故，我们采用电流继电器加电磁阀的工作方式，当DCS的信号消失时，用电磁阀锁住风机入口调节门的汽缸气源，由此实现失电保位功能；


在现场调试时需注意，在有震动的场合，对阀门定位器要进行死区设置，否则，由于西门子SIPART PS2 智能定位器采用微处理器对给定值和位置反馈作比较，如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀将控制指令转换为气体位移增量，当控制偏差不大（低速区），定位器输出连续脉冲，进行精确调节，由于震动将使阀门定位器进行无休止的精确调节状态，这势必影响调节阀的使用寿命，死区设置使上述问题得到很好解决；另外，还需进行阀门禁闭功能的设置，以避免阀门关不死，既阀门汽缸中有残余的压力；

上述西门子SIPART PS2智能阀门定位器已于2003年6月在华能大连电厂成功投入使用，其应用的方便、灵活性，控制精度高、结构紧凑等优点，得到用户的好评，为西门子SIPART PS2智能阀门定位器赢得了较高的声誉，也为我们进一步应用西门子SIPART PS2智能阀门定位器积累了宝贵的经验！