淺析電站智能型電動閥調(diào)試方法

楊俊峰

（中核遼寧核電有限公司，遼寧葫蘆島 125000）

0 引言

核電站機(jī)組調(diào)試期間，電動閥調(diào)試的質(zhì)量和效率影響著大多數(shù)試驗(yàn)的開展。而現(xiàn)場調(diào)試時(shí)，由于許多調(diào)試人員缺乏調(diào)試經(jīng)驗(yàn)以及對調(diào)試方法缺乏理解，導(dǎo)致閥門調(diào)試質(zhì)量與進(jìn)度受限?；诖?，以核電站常見的智能型電動閥為例，對電動閥的調(diào)試方法做出分析與總結(jié)，望對有需要的調(diào)試人員提供參考價(jià)值。

1 智能型電動閥特點(diǎn)

根據(jù)電站實(shí)際運(yùn)行需求，相較于機(jī)械式電動閥，智能型電動閥主要具有以下特點(diǎn)：①調(diào)試電動執(zhí)行器時(shí)無需打開任何電氣箱蓋，參數(shù)調(diào)校方便、迅速、可靠性高、維護(hù)簡單；②本地模式與遠(yuǎn)方模式切換方便，可以根據(jù)需要選擇就地操作或者遠(yuǎn)程操作；③運(yùn)行過程中可以故障自診斷，給出相應(yīng)的報(bào)警信號；④數(shù)字顯示，顯示控制信號值、閥位值、故障類別。

2 閥門調(diào)試前安裝檢查

閥門調(diào)試前首先要確認(rèn)閥門安裝完成并符合設(shè)計(jì)要求，連接部件已經(jīng)固定牢靠，閥門本體的機(jī)械部分及其各附件完好。再確認(rèn)閥門手動/電動切換裝置功能正常（如有），手動操作閥門無卡澀現(xiàn)象。最后，確認(rèn)電動裝置外部接線正常，電機(jī)線圈與殼體之間的絕緣正常，符合相關(guān)技術(shù)文件要求[1]。

智能型電動閥外部接線主要由動力線和信號線組成。動力線即為電源線，為執(zhí)行器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提供動力。信號線主要包括閥門開關(guān)指令信號、閥門開關(guān)位置反饋信號、閥門故障報(bào)警信號、閥門遠(yuǎn)方模式信號等。

3 閥門單體調(diào)試

以某核電站機(jī)組為例，常見的智能型電動閥主要有電動閘閥和電動蝶閥，閥門單體調(diào)試主要包括控制方式選擇、開關(guān)位置設(shè)定、保護(hù)力矩值調(diào)整3 部分。

3.1 電動閘閥

智能型電動閘閥主要分為彈性閘板閘閥即楔形閘閥（圖1）和帶彈簧平行座閘閥即平行板閘閥（圖2）。電動閘閥的開向控制方式采用行程控制，即當(dāng)閥門達(dá)到預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，觸發(fā)閥門開向限位開關(guān)，進(jìn)而切斷控制回路，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)開向力矩開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。設(shè)定閥門全開位置時(shí)，需要先將閥門手動旋至開方向的極限位置，再將閥門關(guān)閉少許，使閥桿上倒密封面分開，防止因電機(jī)的慣性，導(dǎo)致倒密封面處受到?jīng)_撞而損壞閥門。一般情況下，閘閥的開度大于全部行程的90%，便可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)在管道中有最大流量[2]。電動閘閥的關(guān)向控制方式和全關(guān)位置設(shè)定與其閘板結(jié)構(gòu)有關(guān)。

圖1 彈性閘板閘閥

圖2 帶彈簧平行座閘閥

楔形閘閥為強(qiáng)制密封的閘閥，為保證閘板與閥座之間的密封性能，閥門關(guān)閉時(shí)必須使閘板向閥座施加壓力。因此，楔形閘閥的關(guān)向控制方式通常采用力矩控制。當(dāng)閥門達(dá)到需要的密封力時(shí)，關(guān)向力矩開關(guān)觸發(fā)，控制回路被切斷，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，閥門關(guān)向限位開關(guān)只用于反饋全關(guān)狀態(tài)。

設(shè)定楔形閘閥的全關(guān)位置時(shí)，需要先根據(jù)電動裝置的設(shè)置轉(zhuǎn)矩，將保護(hù)力矩值調(diào)小，一般選擇50%～60%，然后電動將閥門關(guān)閉至關(guān)向力矩開關(guān)觸發(fā)。電機(jī)停止后，需要手動檢查閥門是否關(guān)到位，若閥門仍可以繼續(xù)關(guān)閉，說明閥門未關(guān)到位，留有空行程，此時(shí)需要將力矩保護(hù)值適當(dāng)調(diào)大，然后重復(fù)上述步驟，直至手動檢查時(shí)閥門無法繼續(xù)關(guān)閉，方可認(rèn)為閥門關(guān)閉到位。閥門關(guān)閉到位后，根據(jù)閥桿螺距的大小，將閥門手輪朝開閥方向旋啟半圈至一圈，然后將閥門全關(guān)位定于此位置，目的是確保限位開關(guān)先于力矩開關(guān)觸發(fā)。對于楔形閘閥，若在對閥門密封性要求不高、閥門動作頻繁且管道中介質(zhì)溫差不大的情況下，可以選取行程控制作為關(guān)方向控制方式。

對于帶彈簧平行座閘閥，在閥門關(guān)閉時(shí)，閥門的全關(guān)位置需要滿足閘板的密封面恰好對正閥座密封面，此位置作為閥門行程的下止點(diǎn)，現(xiàn)場調(diào)試時(shí)將閥門關(guān)至下止點(diǎn)的位置作為閥門全關(guān)位置，平行板閘閥的關(guān)向控制方式應(yīng)采用行程控制。在設(shè)定帶彈簧平行座閘閥的全關(guān)位置時(shí)，需要考慮電機(jī)及閘板本身的慣性影響，閥門的全關(guān)位置應(yīng)該設(shè)定在“高于”閥門下止點(diǎn)的位置，使得限位開關(guān)觸發(fā)后，閘板在慣性作用下，剛好達(dá)到下止點(diǎn)位置。此外，由于現(xiàn)場調(diào)試時(shí)管道中未通介質(zhì)或者介質(zhì)處于靜壓狀態(tài)，而系統(tǒng)運(yùn)行后管道中的介質(zhì)是帶壓流動狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)及閘板本身的慣性與閥門調(diào)試時(shí)的慣性大小是不同的。所以，在初步確定閥門全關(guān)位置后，還需要考慮慣性的變化，做出適當(dāng)調(diào)整。

3.2 電動蝶閥

智能型電動蝶閥最常見的主要有中線蝶閥（圖3）和雙偏心蝶閥（圖4），中線蝶閥碟板的旋轉(zhuǎn)中心既在管道方向的中心線上又在閥體的軸線上，而雙偏心蝶閥碟板的旋轉(zhuǎn)中心既偏離管道方向的中心線上又偏離閥體的軸線。電動蝶閥開、關(guān)方向的控制方式均選擇行程控制，力矩開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。設(shè)定開、關(guān)位置時(shí)，通常選擇先設(shè)定全關(guān)位置，然后以此為基準(zhǔn)，將閥門旋開90°，設(shè)定為全開位置。

圖3 中線蝶閥

圖4 雙偏心蝶閥

中線蝶閥屬于過盈密封，閥門關(guān)閉時(shí)，為保證密封性能，對于蝶板的位置要求較高，而閥門外部的閥位指針只能作為參考，并不能體現(xiàn)出蝶板的實(shí)際位置。通常情況下，根據(jù)閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，閥桿上端鍵槽的方向與蝶板方向是一致的，因此可以通過觀察閥桿上端鍵槽的方向，來判斷出蝶板的實(shí)際位置（圖5）。原則上對于中線蝶閥，閥門全關(guān)時(shí)，蝶板方向應(yīng)與管道垂直；對于雙偏心蝶閥，設(shè)定全關(guān)位置時(shí)，需參考外部閥位指針，手動將閥門旋至關(guān)方向的極限位置，使閥門密封圈受到適當(dāng)擠壓即可。

圖5 閥桿鍵槽與蝶板方向

為使一對互相接觸的密封面從靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生相對運(yùn)動，需施加較大的力以克服靜摩擦力。由于溫度和壓力等因素的影響，密封面間的靜摩擦力可能會變大，使開啟閥門需要更大的力。所以，無論是電動閘閥還是電動蝶閥，閥門開向的保護(hù)力矩值要大于關(guān)向的保護(hù)力矩值。

4 結(jié)束語

閥門調(diào)試人員掌握基本的閥門調(diào)試方法是至關(guān)重要的，不僅可以縮短工時(shí)、提高工作效率，還可以提高閥門的調(diào)試質(zhì)量，利于機(jī)組各種試驗(yàn)的開展。本文雖然以智能型電動閥為例來分析與總結(jié)電動閥的調(diào)試方法，但對于機(jī)械式電動閥亦具有參考價(jià)值。