插裝式邏輯閥在水電廠調(diào)速器系統(tǒng)中的應(yīng)用

江小金

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水電廠調(diào)速器的主要作用是保證機(jī)組的輸出功率，并及時(shí)、準(zhǔn)確進(jìn)行機(jī)組控制，如緊急停機(jī)、增減負(fù)荷等，插裝式邏輯閥是由不同插裝閥組合而成的閥門回路系統(tǒng)，將其運(yùn)用到調(diào)速器系統(tǒng)中能夠有效發(fā)揮其高可靠、自清污等優(yōu)勢(shì)，改善調(diào)速器系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

1 開(kāi)關(guān)邏輯閥的應(yīng)用

1.1 進(jìn)液時(shí)的應(yīng)用

根據(jù)具體用途分類，插裝式邏輯閥主要包括開(kāi)關(guān)邏輯閥、保護(hù)邏輯閥、溢流邏輯閥等。在調(diào)速器系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)閥的用途包括循環(huán)釋放、進(jìn)液、單項(xiàng)釋放等，可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)壓降的要求。開(kāi)關(guān)邏輯閥通常被用作降壓用閥門。其中，在系統(tǒng)進(jìn)液運(yùn)行中，使用開(kāi)關(guān)邏輯閥時(shí)通常需要運(yùn)用閥芯阻尼凸頭完成關(guān)閉緩沖，同時(shí)運(yùn)用先導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)阻尼完成開(kāi)啟緩沖。但需注意的是，如果需要快速停止進(jìn)液，則必須遵循既定的操作方式，快速關(guān)閉邏輯閥，以保證控制效果。一般來(lái)說(shuō)，上述關(guān)閉方式的具體操作方式為先在梭閥處選擇主閥關(guān)閉操作壓力，再以先導(dǎo)控制增加外控的方式，關(guān)閉主閥門，完成停止進(jìn)液操作。在此過(guò)程中，必須使主閥閥口的壓降與流量適配，而且需檢查邏輯閥的彈簧力，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，方可操作。此外，在運(yùn)用邏輯閥時(shí)，應(yīng)檢查閥門的機(jī)械卡緊力情況，并確保其卡緊精度能夠滿足調(diào)速器系統(tǒng)的壓降操作要求，以增強(qiáng)邏輯閥的應(yīng)用效果，提升調(diào)速器系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

1.2 循環(huán)釋放時(shí)的應(yīng)用

在調(diào)速器系統(tǒng)運(yùn)行中，開(kāi)關(guān)邏輯閥在循環(huán)釋放運(yùn)行上的應(yīng)用操作重點(diǎn)與其在進(jìn)液運(yùn)行中的應(yīng)用操作一致，均采用閥芯阻尼凸頭進(jìn)行關(guān)閉緩沖，并采用先導(dǎo)阻尼進(jìn)行開(kāi)啟緩沖?？傮w上來(lái)看，作循環(huán)釋放用的國(guó)內(nèi)外邏輯閥產(chǎn)品，基本以先導(dǎo)插裝式節(jié)流閥或電磁閥，控制主閥的組合。其開(kāi)啟過(guò)程為，先進(jìn)行開(kāi)啟緩沖，然后使用壓力換向閥，將邏輯閥開(kāi)啟，直至壓力下降到所需要的水平，再操作換向閥將邏輯閥內(nèi)部存積的液體排除，完成開(kāi)啟。關(guān)閉的過(guò)程為，緩沖完成后，用先導(dǎo)功能元件疊加操作的方式，按照既定的順序進(jìn)行操縱，以關(guān)閉閥門。此外，在應(yīng)用邏輯閥時(shí)，必須根據(jù)管道的公稱直徑選擇相應(yīng)的閥門類型和型號(hào)，確保邏輯閥應(yīng)用的準(zhǔn)確性。同時(shí)，考慮到調(diào)速器系統(tǒng)在壓降操作時(shí)對(duì)所達(dá)到壓降值的精準(zhǔn)度要求比較高，在應(yīng)用邏輯閥前，應(yīng)檢查其加工精度，以免閥門運(yùn)行精度不夠，影響調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

2 保護(hù)邏輯閥的應(yīng)用

2.1 保護(hù)裝置構(gòu)建

在水電廠生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)速問(wèn)題，引發(fā)設(shè)施運(yùn)行故障和事故，因此，為了保證生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定開(kāi)展，通常會(huì)在調(diào)速器系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)過(guò)速限制裝置，以控制流速，達(dá)到過(guò)速保護(hù)的效果。在傳統(tǒng)條件下，調(diào)速器系統(tǒng)中的過(guò)速保護(hù)裝置以滑閥式事故配壓閥的結(jié)構(gòu)為主，但這種結(jié)構(gòu)的保護(hù)裝置較為復(fù)雜，無(wú)論是前期安裝還是后期運(yùn)維都存在較大難度，而插裝式邏輯閥的構(gòu)造簡(jiǎn)單，且可以滿足過(guò)速保護(hù)控制需求，因此，目前主要運(yùn)用邏輯閥構(gòu)建調(diào)速器系統(tǒng)中的過(guò)速保護(hù)裝置。在系統(tǒng)中，過(guò)速保護(hù)裝置可以被分為機(jī)械過(guò)速保護(hù)器、過(guò)速限制器、分?jǐn)嚓P(guān)閉裝置三部分。其中，在過(guò)速限制器的構(gòu)建中，可以采用常規(guī)插裝閥、可調(diào)流量插裝閥，形成一個(gè)邏輯閥系統(tǒng)，由此根據(jù)流速情況，對(duì)流速進(jìn)行限制，實(shí)現(xiàn)過(guò)速保護(hù)。在邏輯閥的應(yīng)用中，需先根據(jù)水電廠設(shè)施運(yùn)行邏輯、程序予以厘清，據(jù)此規(guī)劃出過(guò)流控速流程，再圍繞該方案中閥門的運(yùn)行需求，用插裝式閥門構(gòu)建配套的邏輯回路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯閥的準(zhǔn)確應(yīng)用。

2.2 分段關(guān)閉裝置構(gòu)建

在過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)中，分段關(guān)閉裝置的主要作用是防止關(guān)閉、過(guò)速限制期間機(jī)組受水錘作用的影響，導(dǎo)致水電廠生產(chǎn)水平下降。分段關(guān)閉裝置在整體調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用機(jī)理為，當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，讓機(jī)組先快速關(guān)閉，待關(guān)閉范圍達(dá)到一定程度后，放慢關(guān)閉速度，直至所有部分均關(guān)閉，以防止關(guān)閉期間出現(xiàn)水錘問(wèn)題。同時(shí)，在過(guò)速限制時(shí)，讓機(jī)構(gòu)中存在關(guān)閉速度，但不干擾其他部分的迅速開(kāi)啟，也可以預(yù)防過(guò)速限制期間出現(xiàn)水錘問(wèn)題。在此裝置的構(gòu)建中，通?？梢圆捎眯谐虛Q向閥、可調(diào)流量插裝閥、常規(guī)插裝閥進(jìn)行組合，形成一個(gè)能夠滿足分段關(guān)閉運(yùn)行需求的邏輯閥系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)邏輯閥在調(diào)速器系統(tǒng)中的應(yīng)用。在此過(guò)程中，需根據(jù)液壓系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯閥布局，同時(shí)，換向閥可以選用電磁式的閥門?？傮w來(lái)說(shuō)，邏輯閥的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于，所需的插裝閥門均為標(biāo)準(zhǔn)件，元件的更換比較方便，而且造價(jià)也相對(duì)較低。此外，如果運(yùn)用邏輯閥，那么分段關(guān)閉裝置中無(wú)須安裝聯(lián)單閥，即可快速開(kāi)啟，節(jié)省了空間和安裝施工作業(yè)量。

3 溢流邏輯閥的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用方法

溢流邏輯閥在調(diào)速器系統(tǒng)中的主要作用是保證工作缸、泵頭的安全溢流。該閥門的安裝口尺寸選用需要遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)，而且在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)須額外安裝插件蓋板，由此極大地減少了安裝施工工程量，也壓縮了溢流閥在調(diào)速器系統(tǒng)中的空間占用量。在溢流邏輯閥的應(yīng)用中，只需將閥門、電磁換向閥直接安裝在蓋板上，即可運(yùn)行其溢流保護(hù)功能。但是，通常情況下，蓋板上的控制油孔、螺釘孔數(shù)量有限，因此必須采用疊加的方式安裝邏輯閥先導(dǎo)功能元件，以確保邏輯閥的正常運(yùn)行。目前關(guān)于水電廠閥門應(yīng)用的規(guī)程已經(jīng)比較完善，因此在運(yùn)用溢流邏輯閥時(shí)需嚴(yán)格按照規(guī)程的要求，落實(shí)具體的應(yīng)用方法，使該方法的實(shí)施效果能夠達(dá)到預(yù)期。此外，應(yīng)用該邏輯閥時(shí)，應(yīng)充分考慮后期的維護(hù)、檢修工作需求，合理布局安裝，以增強(qiáng)其應(yīng)用效果。

3.2 邏輯閥部件的選用

在溢流邏輯閥的應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況選用合適型號(hào)的閥門部件，以保證其應(yīng)用效果。部件選用所依據(jù)的指標(biāo)一般包括公稱壓力、使用溫度范圍、使用介質(zhì)等，工作人員需要通過(guò)觀察工況確定指標(biāo)，再進(jìn)行邏輯閥部件的選用。一般來(lái)說(shuō)，需按照操作壓力計(jì)算出閥門的公稱壓力，用操作溫度確定使用溫度范圍，并根據(jù)使用介質(zhì)確定閥門的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形式。此外，選用邏輯閥時(shí)，必須對(duì)部件的加工精度、剛度等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢查，確認(rèn)其質(zhì)量、性能良好后才能將其投入使用，從而保證邏輯閥在水電廠調(diào)速器系統(tǒng)中的應(yīng)用效果[1]。

4 比例邏輯閥的應(yīng)用

4.1 邏輯閥的回路構(gòu)建

比例邏輯閥的主要特點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯閥的所有功能，且適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，但此類邏輯閥的造價(jià)相對(duì)較高，而且運(yùn)維也相對(duì)復(fù)雜，因此在調(diào)速器系統(tǒng)中的應(yīng)用廣度稍遜于其他邏輯閥。通常來(lái)說(shuō)，比例邏輯閥的應(yīng)用操作主要分為回路構(gòu)建、集成塊構(gòu)建兩部分。其中，在回路構(gòu)建中，應(yīng)將比例邏輯閥作為先導(dǎo)閥門，再搭配一個(gè)電磁球或電磁滑閥作為輔助性先導(dǎo)閥，再根據(jù)被控制的邏輯插裝閥的通徑，確定先導(dǎo)閥的規(guī)格。此外，應(yīng)將邏輯閥的壓力干擾問(wèn)題納入考慮范圍，按照相應(yīng)的力學(xué)公式，計(jì)算所需達(dá)到的作用力，再合理地進(jìn)行比例邏輯閥的回路布局安裝，以提升邏輯閥的應(yīng)用水平。需注意的是，應(yīng)運(yùn)用專業(yè)的測(cè)量方式，參考調(diào)速器系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建邏輯閥回路，以調(diào)整好回路運(yùn)行參數(shù)，使其能夠順利適應(yīng)調(diào)速器系統(tǒng)工況，深入優(yōu)化比例邏輯閥應(yīng)用效果?？紤]到其運(yùn)維較為復(fù)雜，在回路安裝建設(shè)時(shí)，需控制好元件之間的距離，從而為運(yùn)維操作留有空間，以改善比例閥在應(yīng)用中存在的運(yùn)維問(wèn)題，提升調(diào)速器系統(tǒng)的運(yùn)行水平[2]。

4.2 邏輯閥的供油選擇

現(xiàn)階段，調(diào)速器系統(tǒng)中，比例邏輯閥的先導(dǎo)控制供油有內(nèi)供、外供和聯(lián)合供油3種形式。其中，內(nèi)供形式下，控制油會(huì)從主閥內(nèi)部被傳輸至比例閥中，這在一定程度上會(huì)減緩主閥的關(guān)閉速度，而且可能會(huì)出現(xiàn)反向開(kāi)啟的情況，因此，該方法缺乏可靠性，應(yīng)用較少。外供和聯(lián)合供形式則不會(huì)出現(xiàn)上述情況，且更加穩(wěn)定，因此，根據(jù)調(diào)速器對(duì)邏輯閥開(kāi)關(guān)靈敏度和可靠性的要求，通常選用外供或聯(lián)合供形式，以保持良好的比例邏輯閥運(yùn)行狀態(tài)。需注意的是，在必須選用內(nèi)供形式的特殊情況下，應(yīng)當(dāng)增設(shè)一個(gè)小型蓄能器，以強(qiáng)化先導(dǎo)控制油供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高邏輯閥的應(yīng)用效果。同時(shí)，需結(jié)合調(diào)速器系統(tǒng)的實(shí)際工況信息，選擇型號(hào)適合的小型儲(chǔ)能器，以保證比例邏輯閥運(yùn)行維穩(wěn)效果[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，增強(qiáng)插裝式邏輯閥的應(yīng)用效果，有助于水電廠調(diào)速器系統(tǒng)運(yùn)行水平的提升。在調(diào)速器系統(tǒng)運(yùn)行中，借助插裝式邏輯閥，可以精準(zhǔn)滿足調(diào)速器運(yùn)行期間的壓降需求，減少裝置空間占用以及施工作業(yè)量，增強(qiáng)溢流保護(hù)效果，提高調(diào)速器運(yùn)行的準(zhǔn)確性，從而改善水電廠的生產(chǎn)狀態(tài)。