电厂循环水泵是一种将原动机的机械能转换为叶轮输送流体的压能和动能的一种动力设备，其主要作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷凝汽轮机排汽，让循环水泵顺利启动是保证机组平稳运行的一个至关重要的因素，因此，就如何提高电厂循环水泵启动成功率改造优化方案进行了探讨。
一、项目背景
某电厂项目为两台390MW（GE96F级F级）机组，在正常情况下为三台循环水泵配合两套机组运行，如果跳掉一台循泵而备用泵未成功启动，在只有两台循泵配合两套机组运行，就会使循环冷却水流量下降，循环水对凝汽器的冷却效果变差，真空就会下降，真空异常下降会迫使机组降低负荷运行从而影响效率，同时启泵不成功也极易发生循环水倒流导致循泵倒转，严重时会直接烧毁六千伏电机，再甚者如果两台机组之间循环水联络阀未开启的情况下甚至会直接导致机组因循环冷却水缺失而跳机，因此让循环水泵顺利启动是保证机组平稳运行的一个至关重要的因素，而电厂循环水泵在未改造前经统计只有约80%的成功率，这存在极大的安全隐患。
二、主要研究内容
（一）循环水泵工作基本原理
电厂的GE9FA燃气-蒸汽联合循环机组运行过程中，循环水泵系统是实现动力循环的重要组成部分，包括泵体温度、振动、转速等测量元件、液控蝶阀及配套PLC控制系统以及泵体等设备。目前该电厂四台循环水泵出口阀门均采用重锤式液控止回蝶阀，该蝶阀属于蓄能器型，其开启靠油泵，而关闭时靠蓄能器，省掉了重锤，具有占用空间小，安装方便、结构紧凑的优点，其采用电液控制，它能与循环水泵联动控制，蝶阀预开15°后才可开启循环水泵。开启后液压驱动系统自动保压，使重锤不下降。当循环水泵关闭时，蝶阀门联动关闭，分为快关和满关两个阶段，作用是防止关阀时管路中水锤压力上升的冲击，缓冲保护管路，防止循环水泵的倒转。其中液动蝶阀15°行程开关通过PLC程序控制循环水泵联锁启停功能。
（二）循环水泵启动失败的原因分析
在未改造前该电厂循泵启动成功率在改造前均不足80%，经热工人员通过现场研究以及大量数据比对，发现机组循环水泵启动失败主要存在两方面原因：一方面循泵入口液位不满足条件致使启泵失败；一方面蝶阀经常发生开反馈15°信号丢失致使循环水泵启动失败，这是影响循环水泵启动成功率的最主要的因素。
1.循泵入口液位不满足条件致使启泵失败原理分析。循泵入口液位为循环水泵启泵允许条件，在未改造前液位计由于选型及安装位置不合理造成测量不准导致经常循泵启动条件不满足，从而最终导致启泵失败。
2.蝶阀开反馈15°信号丢失致使启泵失败原理分析。以3A循环水泵为例，热工人员经过统计分析发现，导致3A循坏水泵启动成功率低的主要问题是启动过程中液控蝶阀打开失败。
造成这种情况的原因主要有两个：其一，液动蝶阀的原装接近开关的感应片存在问题，蝶阀工作时产生频繁振动造成感应片经常性发生松脱，感应片本身有生锈、存在油污等现象且感应片规格大小设计不合理，运动过程中与接近开关间距过大等。其二，PLC控制逻辑本身存在着设计缺陷，当接近开关被触发时发出脉冲信号，脉冲信号发送至PLC，PLC经过1s扫描周期接收处理触发信号，并发出控制信号给继电器以进行下一步顺控，而继电器从起励到触点动作是需要不确定的过渡时间的，而接近开关触发信号很短时间内就消失，当接近开关信号消失后经PLC发出给继电器的控制脉冲信号也随之消失，这就使继电器动作失败，进而逻辑顺控失败，最终直接导致阀门开启失败。
三、项目改造方案及核心技术点
本项目主要是针对于上述问题提出了一个可靠而且有效的改造方案并组织实施。对循泵入口液位计重新选型及设计安装位置，同时将液动蝶阀开反馈、关反馈、15°反馈的原装接近开关感应片拆除，通过选型更优材质感应片并依据模拟计算结果加工出更长更宽的感应片，保证接近开关在振动的环境下依然能够感应触发；对于控制逻辑方面存在的问题，热工人员决定优化PLC内部逻辑，增加脉冲模块，使原来PLC发出的瞬时信号变成一定时长脉冲信号，保证继电器起励动作时间。
（一）入口液位计改造方案具体分析
由于原有的循泵入口液位计存在着种种缺陷，热工人员通过对现场的实际考察，科学选型，最终确定采用罗克希尔（ROHEVEL）导波雷达液位计，此类型液位计抗干扰能力强同时具备低维护、使用寿命长等优点；
热工人员决定舍弃之前的测量位置，自行对测量井口覆盖铁板进行加工，在避开下方障碍物处切割加工成一个15cmX15cm的方形测量孔，在更换新的安装位置后，有效的避免了虚假回波，提高了液位的测量精度。
（二）蝶阀反馈信号改造方案具体分析
循泵蝶阀开反馈、关反馈、15°反馈信号皆是由电感式接近开关触发的，电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大電路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的，电厂循泵蝶阀原有的接近开关感应片存在着材质生锈，松动，接触面积以及与接近开关距离不科学等问题，需要解决此问题就必须更换感应片，科学选型。
感应片材质的不同其衰减系数也各不相同，就该电厂循泵蝶阀接近开关而言，选取衰减系数更高的材料对于信号精确触发更有利，结合现场蝶阀安装位置较恶劣，故决定采用不锈钢材质自行加工制成感应片替换原有的劣质铁片。
当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为：
U=K·I·B/d，其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
根据上述公式热工人员精确推算出感应片的科学厚度为1.76mm；
又由弧度公式：
弧长l=θr（θ为圆心角的弧度数），其中l即为我们要确定的感应片尺寸，而r为蝶阀转动轴半径，θ根据接近开关体积现场自行测量得出，最终确定改良的感应片尺寸为4mmX3mm，形态为两端略带弧度，结合接近开关安装规范手册，用塞尺精密测量确定感应开关与感应片的间距为1.85mm，在安装过程中替换掉原有的生锈螺栓，采用内六角镀铬螺栓固定，并添加弹簧垫圈防止振动环境下对感应片安装位置产生影响。
关于PLC内部逻辑存在的问题，使用TwidoSoft软件通过工程电脑与现场施耐德PLC进行通讯，在原开、关反馈15°信号逻辑回路中增加10s脉冲模块，使PLC接受接近开关触发信号后给继电器发出瞬时信号变成10s脉冲信号，给回路控制有充足的反应时间，有效的保证继电器从起励到触点动作所需要的时间，使阀门正常顺控，以此提高阀门开启成功率。
四、研究成果介绍
（一）分析循泵入口液位计安装位置存在障碍物反射回波干扰及安装位置环境恶劣，通过计算雷达波速发布重新确定液位计安装位置。
（二）针对接近开关与阀体接触面积小的问题拆除目前现场原有铁片，通过自主选型设计加工全新材质感应片，并优安装方式，确保接近开关即使在振动情况下也能保证与接近开关正面接触面积。
（三）对于PLC逻辑中存在的问题，利用工程电脑，在线通讯，添加10s脉冲模块，使接近开关15°反馈触发的瞬时信号给PLC后，PLC给继电器的脉冲信号为10s，使继电器成功动作，程控顺利进行，进而保证正常阀门动作。
五、推广应用情况
本次优化改造首先应用于该电厂循环水泵，改造后循环水泵启动成功率大大提高，一切运行参数均正常，经数据统计分析，电厂循环水泵总体启动成功率达到98%，大大高于未改造前的启泵成功率，为该电厂挽回了巨大的经济损失，同时也消除了循泵启动失败这一不安全隐患，有效保证了电厂机组安全稳定运行。（作者单位为中山嘉明电力有限公司）