深能合和電力（河源）有限公司 劉文豪

1 引言

發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接影響機(jī)組真空及汽輪機(jī)的效率,而循環(huán)水泵出口液控蝶閥是循環(huán)水泵系統(tǒng)的重要組成部分,其安全性非常重要[1]。某發(fā)電廠二期2×1000WM機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)配備6臺(tái)湖北洪城通用機(jī)械有限公司生產(chǎn)的臥式雙吸高效中開式離心泵，每臺(tái)泵出口分別配套一臺(tái)型號(hào)為2200D×7pk41X-6NC 的蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥。在發(fā)電廠的日常管理工作中，應(yīng)做好循環(huán)水泵出口的液控蝶閥的運(yùn)行維護(hù)工作，將故障隱患消滅在萌芽之中。若發(fā)生液控蝶閥的故障，應(yīng)根據(jù)具體狀況篩選最佳的措施解決故障，提升液控蝶閥部件的應(yīng)用性能，為其安全穩(wěn)定運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)[2]。

2 系統(tǒng)概況

蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥由閥門、液壓站及電控柜三部分構(gòu)成。液壓系統(tǒng)采用蓄能罐蓄能，油路塊采用高壓集成式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊；電氣控制系統(tǒng)采用PLC 控制；閥門與水泵聯(lián)鎖控制，聯(lián)鎖控制程序可根據(jù)工況和水泵特性調(diào)整。設(shè)置液控蝶閥的主要目的是防止系統(tǒng)水錘危害。蝶閥首先在很短的時(shí)間內(nèi)關(guān)至小開度，截?cái)啻蟛糠炙?，有效地控制出口母管壓力水倒灌、水泵反轉(zhuǎn)，繼續(xù)緩慢地關(guān)閉，直至全關(guān)，減小并消除水錘危害，同時(shí)起到閘閥和止回閥的功能。

3 液壓系統(tǒng)原理

該液壓系統(tǒng)由油泵、單向閥、疊加式溢流閥、壓力變送器、蓄能器、電磁球閥、二通式插裝閥、高壓膠管、油缸和回油節(jié)流閥等組件構(gòu)成。液壓系統(tǒng)的壓力由壓力變送器通過 DCS 電氣程序控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。油泵在自動(dòng)控制模式下，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定壓力 14.5MPa 時(shí)，控制程序發(fā)出信號(hào)使油泵起動(dòng)，油泵向蓄能器充油；當(dāng)壓力上升至設(shè)定壓力 17MPa 時(shí)，控制程序發(fā)出信號(hào)使油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。液壓油路主要是用于液控蝶閥的開關(guān)控制及其速度的調(diào)節(jié)，其中液控蝶閥的開關(guān)控制與電磁閥的動(dòng)作狀態(tài)有關(guān)。液壓原理如圖1所示。

圖1 液壓原理

3.1 開閥方式

液壓油電控柜接收到“開閥”指令后YV2電磁閥帶電（此時(shí)YV1為失電狀態(tài)），二通式插裝閥14.2和16.2頂部的液壓油泄掉，主油路依次經(jīng)過單向閥8、插裝閥16.2底部及高壓膠管18.2進(jìn)入油缸無桿腔；同時(shí)有桿腔內(nèi)液壓油依次經(jīng)高壓膠管18.1、節(jié)流閥19及插裝閥14.2底部回流油箱。此時(shí)無桿腔和有桿腔之間形成較大壓差，推動(dòng)活塞桿伸長，帶動(dòng)蝶閥閥板轉(zhuǎn)動(dòng)，形成開閥動(dòng)作。

3.2 關(guān)閥方式

液壓油電控柜接收到“關(guān)閥”指令后YV1電磁閥帶電（此時(shí)YV2為失電狀態(tài)），二通式插裝閥14.1和16.1頂部的液壓油泄掉，液壓油依次經(jīng)過單向閥8、插裝閥16.1底部、單向閥23及高壓膠管18.1進(jìn)入油缸無桿腔；回油則是由桿腔內(nèi)液壓油經(jīng)插裝閥14.1底部、快關(guān)調(diào)節(jié)閥或慢關(guān)調(diào)節(jié)閥流入油箱。有桿腔和無桿腔之間形成的壓差推動(dòng)活塞桿縮短，使閥板旋轉(zhuǎn)，形成關(guān)閥動(dòng)作。

4 液壓油系統(tǒng)常見故障分析

液控蝶閥是循環(huán)水系統(tǒng)至關(guān)重要的設(shè)備，關(guān)乎機(jī)組的安全運(yùn)行，而液壓油系統(tǒng)故障是液控蝶閥較為常見的問題。

4.1 油泵供油不足

油泵啟動(dòng)前，系統(tǒng)油壓穩(wěn)定；油泵啟動(dòng)后，系統(tǒng)油壓長時(shí)間無法達(dá)到設(shè)定壓力17MPa，可判斷為油泵供油不足。其故障原因包括：在油箱內(nèi)部，油泵入口或出口接頭密封不良，需仔細(xì)排查，根據(jù)具體情況更換O 型圈或重新緊固接頭；油泵電機(jī)反轉(zhuǎn)，對(duì)電機(jī)或電源開關(guān)重新接線即可；油泵磨損或損壞，需解體油泵檢查。

4.2 液壓油系統(tǒng)不保壓

系統(tǒng)不保壓是循泵液控蝶閥最常見的故障，某電廠二期機(jī)組投產(chǎn)以來此故障頻繁出現(xiàn)，其產(chǎn)生原因也是最多元化的。主要原因如下。

4.2.1 系統(tǒng)外漏

外漏的現(xiàn)象較為明顯，容易發(fā)現(xiàn)，但應(yīng)加強(qiáng)巡檢并及時(shí)處理外漏，避免油箱油位過低導(dǎo)致油泵或電機(jī)損壞。其主要原因是油路模塊O 型圈移位、破損或老化。應(yīng)更換新的耐油氟橡膠O 型圈，以減少外漏的缺陷，并在回裝過程中注意O 型圈位置，避免導(dǎo)致O 型圈移位而受到擠壓。

4.2.2 電磁閥內(nèi)漏

YV1和YV2是兩位三通電磁閥，兩位三通電磁閥主要用于關(guān)閉或接通介質(zhì)，其中兩位閥的閥芯有兩個(gè)工作位置，而三通閥是指閥體有三個(gè)出口，這也正是兩位三通電磁閥與其他電磁閥不同的地方[3]。內(nèi)漏原因主要是液壓油中含有雜質(zhì)，積聚在各液壓控制閥密封面或密封件上。一種是擠壓后使密封面或密封件劃傷，影響密封性；另一種是存在異物導(dǎo)致電磁閥機(jī)械部分卡澀，致使銜鐵動(dòng)作不到位，進(jìn)油路與回油路之間發(fā)生竄油，油壓不斷下降。排查和處理方法是更換電磁閥或解體檢查，通常采用先更換新電磁閥來排查缺陷。

4.2.3 插裝閥內(nèi)漏

二通插裝閥如圖2所示，工作原理是通過控制蓋板實(shí)現(xiàn)方向、壓力、流量的控制，實(shí)現(xiàn)A 孔與B 孔的流通。當(dāng)控制油口油壓消失后，A 孔與B 孔可以互通，壓力高的一邊向壓力低的方向流動(dòng)。

圖2 插裝閥結(jié)構(gòu)圖

插裝閥內(nèi)漏通常表現(xiàn)為電磁閥帶電時(shí)系統(tǒng)不保壓，此時(shí)可能是相對(duì)應(yīng)的插裝閥卡澀或密封面損傷，導(dǎo)致進(jìn)油路與回油路之間發(fā)生竄油。應(yīng)拆開對(duì)應(yīng)插裝閥，然后檢查密封件是否完好及密封面有無損傷、有無異物，并清理或修復(fù)閥芯、閥座。

4.2.4 泄壓閥異常

液壓油系統(tǒng)中有一個(gè)截止閥，是在檢修、調(diào)試過程中用來給系統(tǒng)泄壓的。正常運(yùn)行過程中，泄壓閥5應(yīng)保持全關(guān)狀態(tài)，否則會(huì)引起系統(tǒng)不保壓。另外，油系統(tǒng)中存在雜質(zhì)，如果泄壓閥閥芯有雜質(zhì)卡住，或閥芯內(nèi)漏，也會(huì)造成系統(tǒng)壓力無法保持?？蓡?dòng)油泵，通過開關(guān)泄壓閥對(duì)閥芯進(jìn)行沖洗；在確定閥門為全關(guān)狀態(tài)時(shí)仍不保壓，可拆解泄壓閥進(jìn)行檢查。

4.2.5 油缸活塞密封失效

活塞兩端各有一個(gè)單向U 型密封圈，當(dāng)液壓油中顆粒物或其他雜質(zhì)積聚在密封圈外沿時(shí)，長期擠壓容易使密封圈損壞，導(dǎo)致油缸活塞密封失效?，F(xiàn)象通常是在“開閥”或“關(guān)閥”指令狀態(tài)下，液壓油系統(tǒng)不保壓，而在另一狀態(tài)下保壓。在排除其他液壓元件內(nèi)漏的情況下，解體檢查活塞U 型密封圈并更換。

4.2.6 溢流閥故障

系統(tǒng)的最高壓力由溢流閥來控制。溢流閥的整定值應(yīng)略高于系統(tǒng)額定油壓上限值，一般調(diào)整到18MPa，若系統(tǒng)壓力高于此值，則系統(tǒng)壓力將會(huì)經(jīng)該閥卸荷，以保證系統(tǒng)壓力不超過設(shè)定值溢流閥調(diào)整壓力過低，將導(dǎo)致液壓油系統(tǒng)壓力升不高（溢流閥調(diào)整后應(yīng)將調(diào)節(jié)桿鎖緊，避免誤觸導(dǎo)致溢流閥失效）。此外，如果溢流閥閥芯卡死在開啟的位置，會(huì)導(dǎo)致油系統(tǒng)不保壓。

4.3 蝶閥拒動(dòng)或動(dòng)作慢

在排除電氣和控制部分故障的情況下，蝶閥拒動(dòng)最主要原因是液壓油油路不暢，油缸活塞兩端無法形成足夠的壓差。具體原因如下。

4.3.1 插裝閥堵塞或卡澀

堵塞或卡澀造成插裝閥芯無法被頂開，液壓油缸進(jìn)油或回油不暢，應(yīng)解體檢查、清理插裝閥閥芯、閥座，并試驗(yàn)其活動(dòng)性是否良好。如仍出現(xiàn)卡澀，可在不影響密封的情況下適當(dāng)車削閥芯。

4.3.2 電磁閥堵塞或失效

電磁閥失效導(dǎo)致銜鐵動(dòng)作不了，或者泄壓路堵塞，出現(xiàn)蝶閥拒動(dòng)的情況。開閥拒動(dòng)時(shí)，可能是YV2電磁閥失效或泄壓路堵塞，此時(shí)插裝閥14.2和16.2無法頂開，液壓油缸進(jìn)油和回油不暢；關(guān)閥拒動(dòng)時(shí)，則是YV1電磁閥失效或泄壓路堵塞。解決方法是更換電磁閥。

4.3.3 蓄能罐氮?dú)鈮毫Φ?/p>

現(xiàn)象是系統(tǒng)壓力下降，蓄壓能力減弱，蝶閥開關(guān)動(dòng)作逐漸變緩，直至停止；然后待系統(tǒng)壓力上升后，蝶閥繼續(xù)動(dòng)作。應(yīng)檢查蓄能罐氮?dú)鈮毫?，并將其補(bǔ)至8～9MPa。

5 故障處理及防范措施

該電廠二期6臺(tái)液控蝶閥自投產(chǎn)以來曾出現(xiàn)過多種故障，液控蝶閥故障處理情況詳見表1。

表1 液控蝶閥故障處理情況

插裝閥和電磁閥的故障較常見，而且多為油中存在雜質(zhì)導(dǎo)致閥芯卡澀，進(jìn)、回油發(fā)生竄油的情況。油系統(tǒng)中有較多雜質(zhì)，雖經(jīng)回油濾油器過濾，但效果不明顯，需更換新油（L-HM46抗磨液壓油）和徹底清理油箱。另外，在油泵出口加裝高壓濾芯，改善油路中的油質(zhì)，以此降低液控蝶閥液壓油站的故障率。

6 結(jié)語

本文結(jié)合循環(huán)水泵液控蝶閥的工作原理，對(duì)其常見故障進(jìn)行分析，歸納出故障的現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因。結(jié)合故障現(xiàn)象，找準(zhǔn)方向，有針對(duì)性地進(jìn)行解體檢查，提高檢修效率和質(zhì)量。此外，為提升液控蝶閥的使用性能，針對(duì)主要故障原因提出合理的防范措施。