火力發(fā)電廠常用電磁閥淺談

【摘 要】本文側(cè)重就火力電廠常用到的電磁閥作一介紹，并對(duì)常用的電磁閥控制回路進(jìn)行探究，對(duì)初學(xué)者有一定的借鑒作用。電磁閥是自動(dòng)化常用到的基礎(chǔ)元件，屬于一種執(zhí)行器。用來(lái)控制液體、氣體等流體的通斷，或者改變液體或者氣體的流動(dòng)方向，配合不同的控制電路可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。

【關(guān)鍵詞】電磁閥；火電廠

一、電磁閥的原理

電磁閥是由線(xiàn)圈和閥體組成。當(dāng)線(xiàn)圈通電時(shí)產(chǎn)生磁力，然后吸動(dòng)閥體里面的鐵芯滑動(dòng)；當(dāng)線(xiàn)圈失電通過(guò)彈簧的彈力，導(dǎo)通流體通過(guò)閥體或被切斷。電磁閥的電磁部件由固定鐵芯、動(dòng)鐵芯、線(xiàn)圈等部件組成；閥體部分由滑閥芯、滑閥套、彈簧底座等組成。電磁線(xiàn)圈被直接安裝在閥體上，整個(gè)閥體組成一個(gè)密封的整體。

二、電廠常用的電磁閥的種類(lèi)

1、電磁閥從原理上分為三大類(lèi)：直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式三種。

直動(dòng)式電磁閥：通電時(shí)，電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門(mén)關(guān)閉。這種電磁閥是最普通的電磁閥，多用在氣動(dòng)門(mén)上，通過(guò)電磁閥控制閥門(mén)來(lái)通斷介質(zhì)。

分布直動(dòng)式電磁閥原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒(méi)有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開(kāi)；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)閉。

先導(dǎo)式電磁閥原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開(kāi)，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周?chē)纬缮系拖赂叩膲翰睿黧w壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周?chē)纬上碌蜕细叩膲翰睿黧w壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門(mén)。

電磁閥通過(guò)控制閥芯移動(dòng)，控制執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的打開(kāi)與關(guān)閉。電磁閥在液路系統(tǒng)中用來(lái)實(shí)現(xiàn)液路的通斷或液流方向的改變，它一般具有一個(gè)可以在線(xiàn)圈電磁力驅(qū)動(dòng)下滑動(dòng)的閥芯，閥芯在不同的位置時(shí)，電磁閥的通路也就不同。閥芯的工作位置有幾個(gè)，該電磁閥就叫幾位電磁閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個(gè)通路口，該電磁閥就叫幾通電磁閥。常用到的有兩位三通，兩位五通等。

2、根據(jù)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈電壓等級(jí)有AC 220V、DC220V、DC24V三種。

交流220V電磁閥驅(qū)動(dòng)電流小，使用方便。交流電磁閥是交流供電，供電可靠性差，只能于用一般控制電路。而直流電磁閥是直流供電，供電可靠性好，用于重要控制電路。交流的反應(yīng)速度更快，直流的反應(yīng)沒(méi)有交流的快。直流的體積小，工作可靠，允許切換頻率為120次/min，換向沖擊小，使用壽命較長(zhǎng)。但啟動(dòng)力比交流電磁鐵小。直流線(xiàn)圈的吸合電流始終恒定，而交流線(xiàn)圈的吸合電流遠(yuǎn)大于維持電流，因此在工作頻率比較高的場(chǎng)所一般使用直流線(xiàn)圈，而工作頻率比較低的場(chǎng)所一般使用交流線(xiàn)圈，無(wú)論是電磁閥還是繼電器。一般交流電磁閥的閥芯卡住的話(huà)，線(xiàn)圈會(huì)壞。如果是直流的就不會(huì)。直流線(xiàn)圈比較穩(wěn)定，交流線(xiàn)圈比較方便。

3、根據(jù)線(xiàn)包數(shù)量分單線(xiàn)圈控制和雙線(xiàn)圈控制兩種。

單線(xiàn)圈和雙線(xiàn)圈即單電控和雙電控，單線(xiàn)圈電磁閥的滑閥是彈簧復(fù)位的，電磁閥失電后電磁閥自動(dòng)復(fù)位.雙線(xiàn)圈電磁閥需要另一邊線(xiàn)圈通電才能換位。單線(xiàn)圈電磁閥一般和單氣缸執(zhí)行器配合使用，火電廠常用到的危急疏水閥就是這種形式。正常使用時(shí)，電磁閥帶電疏水閥關(guān)閉，當(dāng)需要緊急疏水時(shí)，電磁閥失電，閥門(mén)依靠彈簧力的作用打開(kāi)閥門(mén)。雙線(xiàn)圈電磁閥一般和雙氣缸執(zhí)行器配合使用，當(dāng)閥門(mén)需要打開(kāi)時(shí)，一側(cè)電磁閥帶電，氣缸一側(cè)進(jìn)氣，閥門(mén)打開(kāi)；反之當(dāng)另外一側(cè)電磁閥帶電，閥門(mén)則關(guān)閉，這種形式不需要考慮閥門(mén)處在安全位置時(shí)是否開(kāi)啟與關(guān)閉，它還有有一個(gè)好處就是停氣源檢修時(shí)，閥門(mén)不會(huì)動(dòng)作。

4、電磁閥分為常開(kāi)和常閉兩種。常開(kāi)型為，通電關(guān)閉。常閉型為，通電打開(kāi)；常開(kāi)電磁閥是指閥體在彈簧的作用下是打開(kāi)的，在通電或外力作用下使閥體關(guān)閉的電磁閥；常閉電磁閥是指閥體在彈簧的作用下是閉合的，在通電或外力作用下使閥體打開(kāi)的電磁閥；常開(kāi)電磁閥靜態(tài)下是打開(kāi)的、常閉電磁閥靜態(tài)下是閉合的；在給其供電的情況下，就能改變其工作狀態(tài)。當(dāng)電磁閥需要長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，并且持續(xù)的時(shí)間多余關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選用常開(kāi)型。要是開(kāi)啟的時(shí)間短或開(kāi)和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型。但是有些事故情況下有安全要求的，則不能選常開(kāi)的，應(yīng)選可長(zhǎng)期通電型。

三、電磁閥選用標(biāo)準(zhǔn)

1、汽輪機(jī)緊急跳閘電磁閥、抽汽止回閥的電磁閥、危急疏水閥及燃油關(guān)斷電磁閥等具有故障安全要求的電磁閥，必須采用失電時(shí)使工藝系統(tǒng)處于安全狀態(tài)的單線(xiàn)圈電磁閥，且必須采用失電時(shí)使工藝系統(tǒng)處于安全狀態(tài)的單線(xiàn)圈電磁閥，控制指令必須采用持續(xù)長(zhǎng)信號(hào)。

2、沒(méi)有故障安全要求的電磁閥，應(yīng)盡量采用雙線(xiàn)圈電磁閥，控制指令應(yīng)采用短脈沖信號(hào)。雙線(xiàn)圈電磁閥在使用過(guò)程中有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以停送電磁閥的電和關(guān)斷氣源，不會(huì)影響閥門(mén)的動(dòng)作，帶有自保持功能。這個(gè)單線(xiàn)圈電磁閥不具備的功能。

3、在一些需要防爆的場(chǎng)所則選用防爆電磁閥。比如氨區(qū)、氫站、油庫(kù)等危險(xiǎn)等級(jí)比較高的場(chǎng)所。

四、電廠經(jīng)典的電磁閥控制回路

AST電磁閥控制是火力發(fā)電廠使用最為經(jīng)典的一種電磁閥控制回路。ETS是汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它接受來(lái)自汽機(jī)TSI及其它系統(tǒng)的保護(hù)信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的邏輯條件，最終輸出汽輪機(jī)遮斷信號(hào)，以保護(hù)機(jī)組設(shè)備安全。ETS系統(tǒng)遮斷汽輪機(jī)是通過(guò)使AST電磁閥失電，卸去各閥門(mén)的安全油壓，在彈簧的作用下各閥門(mén)迅速關(guān)閉。某廠兩臺(tái)機(jī)組的ETS系統(tǒng)由哈爾濱汽輪機(jī)廠提供。系統(tǒng)采用OVATION系統(tǒng)的硬件及軟件，整個(gè)ETS系統(tǒng)與DEH、MEH分布在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，因此，ETS系統(tǒng)的硬件與DEH、MEH系統(tǒng)的同功能硬件完全相同，邏輯組態(tài)則與DEH、MEH使用同一個(gè)軟件平臺(tái)。ETS系統(tǒng)占用一個(gè)單獨(dú)的控制機(jī)柜CTL43/93，輸出繼電器部分則與DEH系統(tǒng)合用一個(gè)繼電器柜。

四個(gè)AST電磁閥安裝在前箱右側(cè)，它們與兩個(gè)OPC 電磁閥在結(jié)構(gòu)上放在一起，組成電磁閥組。AST電磁閥按串并聯(lián)結(jié)構(gòu)布置，如圖所示：

串并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以有效防止AST電磁閥的誤動(dòng)和拒動(dòng)，圖中只有AST1和AST3任一個(gè)失電，并且AST2和AST4任一個(gè)失電時(shí)，安全油壓才會(huì)卸去，機(jī)組跳閘。四個(gè)電磁閥中任一個(gè)電磁閥失電均不會(huì)造成機(jī)組跳閘，防止誤動(dòng)；同一組中的兩個(gè)電磁閥只要有一個(gè)失電，就有可能使機(jī)組跳閘，防止拒動(dòng)。串并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以方便進(jìn)行AST電磁閥在線(xiàn)試驗(yàn)，檢查電磁閥能否正常動(dòng)作。試驗(yàn)時(shí)兩組電磁閥不能同時(shí)進(jìn)行，否則就會(huì)造成跳機(jī)，對(duì)此ETS邏輯進(jìn)行了限制，保證兩組電磁閥試驗(yàn)分別進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，同一組的兩個(gè)電磁閥失電后，會(huì)引起ASP油壓的變化，因此可以通過(guò)圖中的兩個(gè)ASP壓力開(kāi)關(guān)反映試驗(yàn)結(jié)果。AST電磁閥為220VDC，常帶電。

五、電磁閥常見(jiàn)問(wèn)題處理

1、電磁閥接線(xiàn)頭松動(dòng)或脫落，電磁閥帶不上電，可緊固接線(xiàn)頭。

2、電磁閥線(xiàn)圈燒壞，拆下電磁閥的線(xiàn)圈，用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)量阻值，如果開(kāi)路則電磁閥線(xiàn)圈燒壞。可能的原因有電磁閥線(xiàn)圈受潮，引起絕緣不好而漏磁，造成線(xiàn)圈內(nèi)電流過(guò)大而燒壞。還有一種可能是交直流電磁閥使用混亂，導(dǎo)致電磁閥線(xiàn)圈燒壞。

3、電磁閥閥體卡澀。由于電磁閥經(jīng)常安裝在壓縮空氣回路或者油回路上，壓縮空氣不干凈或者油不干凈，容易導(dǎo)致電磁閥閥體卡澀。拆下電磁閥體，取出閥芯，用酒精搽拭，使閥芯動(dòng)作靈活。

4、電磁閥漏氣。漏氣會(huì)造成壓縮空氣壓力不足，使開(kāi)關(guān)閥門(mén)壓力不夠，造成這種原因的是由于密封墊片損壞，更換密封墊片即可。

結(jié)束語(yǔ)

隨著自動(dòng)化程度的不斷提高，越來(lái)越多的設(shè)備使用到電磁閥，所以電磁的好壞、選型是否正確，關(guān)系著機(jī)組的正常運(yùn)行。本文著重介紹了電廠常用到的幾種電磁閥，對(duì)在一線(xiàn)工作的同仁們有一定的借鑒作用。

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[2]謝援朝，《自動(dòng)控制原理》，中國(guó)電力出版社；

[3]林文孚，《單元機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)》，中國(guó)電力出版社

作者簡(jiǎn)介：

樊建平（1984-2），男，漢族，出生于陜西省韓城市，工程師，在大唐陜西發(fā)電有限公司渭河熱電廠工作。

（作者單位：大唐陜西發(fā)電有限公司渭河熱電廠）