基于智能安全隔离闭锁装置的...机械阀门一键隔离系统的探讨_丁光.pdf

84水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 2 期（总第 48 期）2023 年 4 月 20 日Vol.9 No.2(Ser.48)Apr.,20,20230引言发电厂的运行班组在设备检修的工作中需保证对检修设备进行有效隔离，确保检修人员所检修设备与各能量源安全可靠断开，最终将指定检修设备与其他运行设备设施隔离出来1。然而随着发电行业的迅速发展，“三型两网”的不断推进，发电容量的不断增加，且发电厂机械设备繁多，各设备系统间隔较远，设备间关系复杂，对运行人员的操作水平提出了较高要求，现有人员与设备条件无法有效推进智能化的发展需求2。发电厂机械设备的隔离仍然全靠人工操作，一旦在现场的安全管理和实际操作过程中稍有不慎，安全措施隔离不到位可能造成设备损坏人员伤害等严重后果。为了安全有序地组织好设备检修隔离操作，推进发电厂一键隔离应用，杜绝人为误操作的风险，提高隔离的可靠性和安全性，充分解放运维人员生产力，进一步优化发电厂运维模式，推动发电厂无人值守的进程，对机械阀门的一键隔离系统进行探讨研究3。1一键隔离系统的研究1.1面临的主要问题（1）目前大多数发电厂各管路上阀门均采用纯机械式阀门，改变状态需要人员到现场手动进行操作，存在工作量巨大且需要耗费大量时间。目前在技术上对电气设备已具备良好的智能管控措施，然而机械设备暂无比较便利的把控与操作措施4。（2）设备检修时隔离点繁多，各系统存在交叉，完全由人为进行把控时容易存在疏漏导致隔离点遗漏，从而造成较大安全隐患，不利于现场检修作业安全5。检修人员与运行人员间无有效的相互制约关系，机械阀门隔离点完全由人工进行控制，存在着人为因素导致检修设备误来能量源的情况。（3）机械设备隔离、复役操作往往具有固定的操作顺序，如果不按照既定顺序进行操作可能对设备本身造成损坏或影响其他相关设备。例如在进行尾水管排空时有个别阀门未关上，或未关至全关位置，造成水源未完全隔断，从而影响检修人员对设备的正常检修工作。（4）压力容器、带压管路等设备在运行时可能发生突发故障造成能量外泄，在无法及时掌握现场故障情况，盲目派遣人员到故障现场对故障设备进行隔离操作，极有可能造成人员伤亡的惨剧，不利于现场安全管控，也是对人身安全的不负责任。1.2系统主要组成如图 1 所示，一键隔离系统由现地智能隔离闭锁装置、移动终端、上位机及相关服务器组成。现地阀门上安装智能电动阀门操作机构，具备远方电动操作功能与自动闭锁功能，通过物联网采集相关状态数据并上送至上位机智能控制系统中。在智能控制系统中编辑一键隔离的操作步序，设定相关检修设备的隔离点等，同时通过移动终端执行现地阀门的开闭、锁定等操作，将信息同步反馈至移动终端和智能控制系基于智能安全隔离闭锁装置的发电厂 机械阀门一键隔离系统的探讨丁光，侯彬，詹云龙（浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江省台州市317300）摘要：智能阀门锁的推广与应用给一键隔离系统提供了物质基础，实现了阀门的信息采集与闭锁后，通过机械阀门的智能化改造实现检修设备的一键隔离操作，使检修隔离操作变得可靠而高效，提高智能化建设水平，保证电站运维的本质安全。关键词：机械阀门；一键隔离；隔离系统；安全措施中图分类号：TV743文献标识码：A学科代码：570.3520DOI：10.3969/j.issn.2096-093X.2023.02.014基金项目：国网新源控股有限公司研究项目“仙居公司物联网智能阀及其管控系统的研究与应用”（SGXYKJ-2020-029）。85丁光等：基于智能安全隔离闭锁装置的发电厂机械阀门一键隔离系统的探讨统中。在智能控制系统中可事先录入操作步序和逻辑，阀门操作需按照既定的顺序进行，与操作逻辑不符的操作无法进行，保证了操作的正确执行，避免操作错误造成人员伤害或设备损坏。收到检修任务时，系统自动进行模拟预演，人员手持移动终端确定预演结果无误即可一键完成检修设备隔离操作，系统自动根据下发的操作任务与操作逻辑将相关阀门状态改为所需隔离状态，并检查阀门状态投入锁定装置，自动悬挂“禁止操作有人工作”标示牌，运维人员只需携带操作票至现场确认隔离措施的正确性，并拉开相应阀门的操作及动力电源，即可进行工作票的许可工作。电动操作机构电动操作机构电动操作机构机械阀门机械阀门机械阀门移动终端智能控制系统安全IF卡数字证书图 1系统组成Figure 1System composition1.3系统具备的主要功能（1）采用智能电动操作阀门，由移动终端操作控制阀门进行自动开闭，阀门操作至所需状态时可自动投入锁定装置，并自动在阀门上悬挂“禁止操作有人工作”标示牌（标示牌采用现地显示屏，随阀门和锁定位置自动切换）。（2）控制系统可提前录入典型操作步序，隔离操作必须按照该步骤进行，例如打开泄压阀时需先关闭进口阀和出口阀。（3）设置典型检修操作流程，例如机组排尾水、压力容器泄压等的一键操作流程，即提前录入操作步序，需进行设备隔离时选择此项操作，现场阀门自动改为检修状态进行隔离泄压，运维人员只需至现场确认阀门状态并拉开阀门操作、动力电源即可进行许可工作票。（4）与工作票进行关联，在工作票未终结时，工作票中的相关隔离点阀门无法进行解锁操作，有效避免人为误操作导致的检修人员受伤害或设备损坏的情况发生。2一键隔离系统在检修过程中的具体应用（1）固化操作流程有效解决人员误操作漏操作的问题，保证检修隔离的安全性可靠性。阀门操作按照既定的逻辑判据和操作步骤进行，在未完成上一步的操作并收到正确的阀门反馈信号时，无法进行下一步操作，实现指定阀门的可靠动作，避免了隔离操作的跳项和漏项，确保了安全措施的可靠执行，降低了操作过程中的人为因素影响，大幅度提高现场检修作业安全，提高了发电厂的安全运行管理水平。（2）在传统检修过程中，电气设备均具备比较完善的“五防”闭锁装置，而机械设备在未配备该系统时无法远方查看设备状态，无法及时掌握隔离点状态，可能会导致现场检修人员与运行人员沟通存在偏差从而导致误操作隔离点情况发生，进而引发安全事故6。而该系统的产生即可有效避免此类情况发生，各隔离点间具有闭锁关系，未满足上一步设备状态时无法操作相关机械阀门，未办理工作票终结手续时无法操作隔离点设备，检修人员所检修设备进入检修状态后任何人员无法进行人为操作，必须满足相应闭锁要求时方可解除闭锁，从而从根本上解决运维人员与检修设备间的矛盾，从技术层面让操作更加规范化，从而达到强制控制的要求7。（3）大幅度提高设备检修隔离效率，有效解决人手不足的问题，进一步提升智能化建设水平。当收到设备检修任务时，无须编写现场操作票，大幅度缩短工作流程，减少设备操作时间，大幅度提高工作效率，进而实现发电厂的少人值班无人值守8。整个系统流程简单，操作直观，现场阀门动作便捷，整个检修隔离工作只需极少量人员参与即可。原本一两个小时的检修隔离操作现在只需要短短的几分钟即可完成，极大地提高了检修隔离效率，减少人员维护成本，进而提高发电厂经济效益。（4）在发现现场设备故障导致能量源外泄时，系统可及时发出预警，运行人员可远方立即切断故障设备能量源关闭相应阀门，待故障设备无泄漏时派遣人员到达故障现场进行查看故障情况，可有效避免事故扩大和人员受伤，提高了发电厂的安全效益。（5）解放生产力，大幅度减少工作量，提高发电厂经济效益。配置该系统后，大量减少人力操作时间，减少人员工作量，可减少大量的人力成本支出，提高整体效益。86水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 2 期（总第 48 期）2023 年 4 月 20 日Vol.9 No.2(Ser.48)Apr.,20,20233现场应用注意事项（1）电动阀作为机组的安全隔离措施时，在动作后应切断电动阀动力电源，控制电源，确保阀门不会出现误动作。（2）电动阀的位置信号作为程序操作的重要反馈信号，宜冗余配置，防止出现阀门未动作到位，位置反馈信号误动，导致安全措施执行不到位或者程序紊乱。（3）移动作业终端应用区域，应有较好的信号传输环境，确保阀门状态信号上送及时，提高现场操作效率。4结束语该系统建立在发电厂的智能安全管控系统基础之上，通过对机械阀门的智能化改造，实现机械设备的一键隔离操作，控制逻辑简单可靠，具有广泛性和普遍性。可根据实际设定相应的操作流程，提高安全隔离操作效率，降低操作风险，提升发电厂运行安全管理水平，确保电站运维的本质安全。参考文献1 圣国龙.做好设备检修隔离工作的安全管理 J.电力安全技术，2018（10）：3-5.2 靳魏.一键顺控操作在变电站中的应用 J.农村电气化，2021（10）：25-26.3 郭清.智能变电站顺控操作的应用 J.大众用电，2014，29（2）：25-26.4 鲍勇.探析检修隔离闭锁系统在变电站检修过程中的应用 J.电力建设，2020（9）：54-55.5 李翔宇.隔离闭锁功能在防误闭锁系统中的应用 J.水电站机电技术，2021（8）：53-55.6 贺增良.流域梯级电站群集控防误操作探索及实践 J.水电站机电技术，2020，43（4）：18-20.7 刘明仿.浅谈水电站防误操作系统的思考与实践 J.中国科技纵横，2020（4）：171-172.8 蒋春钢.抽水蓄能电站防误闭锁装置配置研究 J.水电站机电技术，2020，43（8）：30-33.收稿日期：2022-10-08 修回日期：2022-11-20丁光（1974），男，正高级工程师，从事抽水蓄能电站机电设备运维管理、安全生产管理。E-mail：侯彬（1993），男，助理工程师，从事抽水蓄能电站机电设备运维管理、电网调度管理。E-mail：詹云龙（1989），男，工程师，从事抽水蓄能电站机电设备运维管理、电网调度管理，安全生产管理。E-mail：Discussion on One-key Isolation System of Mechanical Valve in Power Plant Based on Intelligent Safety Isolation Locking DeviceDINGGuang，HOUBin，ZHANYunlong（ZhejiangXianjuPumpedStorageCo.Ltd.，Taizhou317300，China）Abstract：Thepopularizationandapplicationoftheintelligentvalvelockprovideamaterialbasisfortheone-keyisolationsystem.Aftertheinformationcollectionandlockingofthevalvearerealized，theone-keyisolationoperationofthemaintenanceequipmentisrealizedthroughtheintelligenttransformationofthemechanicalvalve，whichmakesthemaintenanceisolationoperationreliableandefficient，improvesthelevelofintelligentconstruction，andensurestheintrinsicsafetyofpowerplantoperationandmaintenance.Keywords：mechanicalvalve；one-buttonisolation；isolationsystem；safetymeasures9 陈秉安.水喷雾灭火系统设计中应注意的几个问题 J.消防科学与技术，2000，（2）：44-45.10 李人杰.油浸变压器水喷雾灭火系统计算方法 J.长春工程学院学报（自然科学版），2021，22（2）：36-39.收稿日期：2021-12-09 修回日期：2023-03-23张杨（1992），男，硕士，工程师，主要研究方向：水 电 站 机 电 设 计 方 面 的