淺談蓄能罐式液控緩閉蝶閥運(yùn)行中存在的問題及對(duì)策

□李富杰（環(huán)縣揚(yáng)黃管理局）

1.概述

1.1 蓄能罐式液控緩閉蝶閥的作用

蓄能罐式液控緩閉蝶閥是我國(guó)新一代液控蝶閥，它兼有閘閥和止回閥的功能，能按預(yù)先調(diào)定的程序，分兩階段快關(guān)和慢關(guān)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)關(guān)閥。該蝶閥能消除因突然停電和事故停機(jī)過程中產(chǎn)生的水錘危害，控制正常停機(jī)機(jī)組倒轉(zhuǎn)，是保證機(jī)組管網(wǎng)安全運(yùn)行的有效設(shè)備。本閥的顯著特點(diǎn)是：用蓄能罐代替了重錘式蝶閥的大重錘，將重錘勢(shì)能變?yōu)榱黧w蓄能，減小開閥力矩，占地面積小，安裝方便；其缺點(diǎn)是液壓系統(tǒng)復(fù)雜，油路控制元件多，增加維護(hù)難度，提高運(yùn)行成本。

1.2 蓄能罐式液控緩閉蝶閥結(jié)構(gòu)及工作原理

蓄能罐式液控緩閉蝶閥由閥體及機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分組成。正常情況下，在檢查閥門具備工作條件后，給電氣控制箱供電，則油泵打壓工作，液壓油經(jīng)濾油網(wǎng)、油泵、單向閥、手動(dòng)截止閥進(jìn)入蓄能罐蓄能，當(dāng)油壓到上限值時(shí)，壓力控制器動(dòng)作，其接點(diǎn)PP2切斷油泵電機(jī)電源，蓄能罐充壓完成。當(dāng)液壓系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間工作下或極微量的內(nèi)泄漏，使油壓低于下限值時(shí)，壓力控制器動(dòng)作，其接點(diǎn)PP1接通油泵電機(jī)給蓄能罐補(bǔ)壓?？傊?，該閥進(jìn)行開、關(guān)閥的條件是蓄能罐內(nèi)的壓力必須在定值范圍內(nèi)。正常開閥過程：按開閥按鈕，電磁閥Y1、Y2工作，蓄能罐內(nèi)的壓力油經(jīng)電磁閥Y2、高壓膠管進(jìn)入擺動(dòng)油缸尾端，推動(dòng)活塞桿伸出，帶動(dòng)與之相連的連桿和閥軸，使蝶板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，蝶閥開啟。液壓油從油缸前部排出，經(jīng)電磁閥Y1、開閥調(diào)速器流回油箱，當(dāng)拐臂碰至上限位螺栓后，蝶閥全開，油泵打壓至上限值時(shí)停止工作，為關(guān)閥蓄能。關(guān)閥過程：按下關(guān)閥按鈕，切斷電磁閥Y1、Y2電源，蓄能罐內(nèi)的壓力油經(jīng)高壓膠管、電磁閥Y1進(jìn)入擺動(dòng)油缸前端，推動(dòng)活塞退回，蝶板隨著閥軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)關(guān)閉。液壓油經(jīng)油缸尾端的快、慢關(guān)調(diào)節(jié)桿、快關(guān)調(diào)速閥，慢關(guān)調(diào)速閥、電磁閥Y2流回油箱，當(dāng)拐臂碰至下限位螺栓后，蝶閥全關(guān)，聯(lián)控開、關(guān)閥蝶閥工作過程與正常開、關(guān)閥工作是一致的。聯(lián)控開閥，就是在中控臺(tái)合主電機(jī)油開關(guān)，油開關(guān)輔助觸點(diǎn)DL接通蝶閥控制回路，經(jīng)4秒延時(shí)后蝶閥開啟，實(shí)現(xiàn)先開主電機(jī)后開蝶閥；聯(lián)動(dòng)關(guān)閥，就是在中控臺(tái)分萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)KK，該開關(guān)串接在蝶閥控制回路中，蝶閥關(guān)閉，當(dāng)?shù)y關(guān)到20°左右時(shí)，行程開關(guān)SQ4接通中間繼電器K6，其接點(diǎn)接通主電機(jī)跳閘回路，主電機(jī)跳閘，實(shí)現(xiàn)先關(guān)閥后停機(jī)。當(dāng)電網(wǎng)突然停電后，需要進(jìn)行開、關(guān)閥操作，首先關(guān)閉蓄能罐截止閥，切斷控制箱電源回路（防止突然來電），然后搖動(dòng)手動(dòng)油泵即可實(shí)現(xiàn)開、關(guān)閥操作。

2.蓄能罐式液控緩閉蝶閥運(yùn)行故障及原因分析

蓄能罐式液控緩閉蝶閥運(yùn)行中的故障主要出現(xiàn)在液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，其蝶板及傳動(dòng)裝置工作正常。

2.1 液壓系統(tǒng)故障及原因分析

蓄能罐式液控緩閉蝶閥在調(diào)試關(guān)閥時(shí)間定值時(shí)，快、慢關(guān)時(shí)間調(diào)試難度大，調(diào)試值不穩(wěn)定，調(diào)試次數(shù)太多，引起液壓油發(fā)熱，油缸密封圈損壞。機(jī)組運(yùn)行中偶爾出現(xiàn)關(guān)閥時(shí)慢關(guān)時(shí)間過快或無慢關(guān)，產(chǎn)生水錘，引起管道劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重威脅機(jī)組管網(wǎng)安全運(yùn)行，這是該閥最大缺陷，也是泵站運(yùn)行絕不允許的，產(chǎn)生該故障的原因主要是油缸存在缺陷。由于油泵頻繁打壓，容易使壓力控制器損壞，造成油壓低于下限值時(shí)油泵不打壓，或油泵打壓至上限值時(shí)不停止，引起高壓油管爆裂，嚴(yán)重時(shí)蓄能罐爆炸，威脅人身設(shè)備安全。該閥液壓系統(tǒng)復(fù)雜，控制元件多，在開閥易造成控制元件密封圈損壞，蝶閥工作時(shí)噴油、漏油，影響蝶閥正常工作。

2.2 電氣控制回路故障

蓄能罐式液控緩閉蝶閥電氣控制回路故障主要發(fā)生在聯(lián)控開閥和關(guān)閥過程中。聯(lián)控開閥時(shí)電磁閥Y1、Y2不動(dòng)作，蝶閥不開啟，引起水泵泵腔發(fā)熱；聯(lián)控關(guān)閥時(shí)，蝶閥不關(guān)閉，機(jī)組不能停運(yùn)，或機(jī)組跳閘，蝶閥不關(guān)閉，引起機(jī)組倒轉(zhuǎn)、振動(dòng)，影響機(jī)組安全運(yùn)行。其原因主要是電氣控制回路復(fù)雜，中間繼電器質(zhì)量不好，多回路重復(fù)控制。另外，對(duì)機(jī)組進(jìn)行跳、合閘試驗(yàn)時(shí)，蝶閥也動(dòng)作，造成蝶閥頻繁工作，原因是在中控臺(tái)多設(shè)一組萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)LK。

3.對(duì)策

為了確保泵站機(jī)組安全運(yùn)行，針對(duì)蓄能罐式液控緩閉蝶閥運(yùn)行中存在的問題，提出兩套方案。

3.1 排除蓄能罐式液控緩閉蝶閥故障，確保安全運(yùn)行。

3.1.1 蓄能罐式液控緩閉蝶閥液壓系統(tǒng)故障排除方法：針對(duì)油缸快、慢時(shí)間難調(diào)試的問題，對(duì)油箱的液壓油定期過濾，清除油內(nèi)雜質(zhì)，確保快關(guān)調(diào)速閥、慢關(guān)調(diào)速閥可靠工作。由于油缸自身缺陷，對(duì)聯(lián)控關(guān)閥時(shí)偶爾無慢關(guān)的問題，調(diào)整行程開關(guān)SQ4位置，減小機(jī)組跳閘角度，使蝶板基本關(guān)嚴(yán)時(shí)再跳機(jī)組油開關(guān)，降低水錘危害，確保泵站機(jī)組管網(wǎng)安全運(yùn)行；油泵打壓時(shí)，認(rèn)真觀察壓力控制器工作狀態(tài)，出現(xiàn)異常及時(shí)切斷電源，更換壓力控制器，確保油泵打壓正常；在蝶閥開、關(guān)過程中，若發(fā)現(xiàn)電磁閥損壞及時(shí)更換，對(duì)損壞的密封圈及時(shí)更換，減少漏油。同時(shí)，培訓(xùn)專業(yè)的液壓系統(tǒng)維修技術(shù)人員，提高檢修質(zhì)量，確保蝶閥安全運(yùn)行。

3.1.2 對(duì)蓄能罐式液控緩閉蝶閥電氣控制回路進(jìn)行改進(jìn)。聯(lián)控不開閥的主要原因是中間繼電器損壞，或觸頭接觸不良，建議更換質(zhì)量好的中間繼電器。去掉中間繼電器K7、萬能轉(zhuǎn)換快關(guān)LK、SA接點(diǎn)，聯(lián)控合閘信號(hào)由中間繼電器K3常閉接點(diǎn)控制，既能減少繼電器，簡(jiǎn)化線路，又能保證聯(lián)控合閘時(shí)可靠開閥。聯(lián)控關(guān)閥回路中，去掉中控臺(tái)萬能轉(zhuǎn)換快關(guān)LK，既保證關(guān)閥可靠，又實(shí)現(xiàn)跳、合閘試驗(yàn)時(shí)蝶閥不工作，減少開閥次數(shù)，確保安全運(yùn)行。

此方案未能從本質(zhì)上改變蓄能罐式液控緩閉蝶閥液壓系統(tǒng)的缺陷，只是對(duì)蓄能罐式液控緩閉蝶閥進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，通過更換元件實(shí)現(xiàn)蝶閥工作，維護(hù)工作量大，運(yùn)行成本高。

3.2 用重錘式液控緩閉蝶閥替代蓄能罐式液控緩閉蝶閥

重錘式液控緩閉蝶閥是利用重錘勢(shì)能實(shí)現(xiàn)關(guān)閥，控制管道水流的閥門，是控制事故失電停泵產(chǎn)生的水錘危害，防止機(jī)組倒轉(zhuǎn)的理想設(shè)備。重錘式液控緩閉蝶閥工作原理：開閥時(shí)，油泵工作打壓，液壓油經(jīng)濾油器、油泵、調(diào)速閥、單向閥及高壓膠管進(jìn)入油缸尾部，推動(dòng)油缸活塞移動(dòng)，油缸活塞帶動(dòng)與之相連接的連頭使重錘升起，同時(shí)帶動(dòng)閥軸使蝶板開啟，而沒通過調(diào)速閥多余的液壓油經(jīng)溢流閥流回油箱。關(guān)閥時(shí)，使電磁閥失電（反作用式電磁閥通電），則電磁閥打開，油壓經(jīng)快、慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥、快關(guān)調(diào)速閥、慢關(guān)調(diào)速閥及高壓膠管、常開手動(dòng)閥和電磁閥流入油箱，利用重錘勢(shì)能實(shí)現(xiàn)關(guān)閥。當(dāng)事故停電時(shí)，電磁閥失電，則蝶閥關(guān)閉（對(duì)反作用式電磁閥，只要打開常閉手動(dòng)閥，則能快速關(guān)閥），開閥只要油泵打壓就能實(shí)現(xiàn)，關(guān)閥利用重錘自重，電磁閥打開關(guān)閥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。重錘式液控緩閉蝶閥電氣控制回路只要4個(gè)中間繼電器，1個(gè)時(shí)間繼電器就能使油泵工作（蓄能罐式液控緩閉蝶閥需要7個(gè)中間繼電器，2個(gè)時(shí)間繼電器，1臺(tái)壓力控制器）。運(yùn)行實(shí)踐中，重錘式液控緩閉蝶閥很少出現(xiàn)故障，液壓系統(tǒng)控制元件不易損壞。

更換重錘式液控緩閉蝶閥投資大，但更換后既能保證安全運(yùn)行，又降低運(yùn)行成本，提高泵站效益。