一起循環(huán)水泵液控蝶閥自開故障處理及原因分析

朱成美 崔吉婷

【摘 要】對某電廠一起循環(huán)水泵出口液控蝶閥自開的原因進行了分析，并提出了整改和預防措施。

【關鍵詞】發(fā)電廠；循環(huán)水泵；液控蝶閥；自開；分析。

一、故障現(xiàn)象

某電廠二期（#3、4機組）為330MW燃煤發(fā)電機組，循環(huán)冷卻水為海水，每臺機組有2臺循環(huán)水泵，共4臺循環(huán)水泵，兩臺機組的循環(huán)水母管之間設有聯(lián)絡管。

該電廠二期4臺循環(huán)水泵出口閥門為蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥。這種蝶閥是目前國內外較先進的管路控制設備，主要安裝于水利、電力、給排水等各類泵站的水泵出口，替代止回閥和關斷閥的功能。工作時，閥門與管道提升泵配合，按照水力過渡過程原理，通過預設的啟閉程序，有效消除管路水錘，防止壓力波動，實現(xiàn)管路的可靠截止，起到保護水泵和管路系統(tǒng)的作用。

某日，該電廠#3、4機組運行，3A、3B、4A循環(huán)水泵運行，4B循環(huán)水泵停運檢修中。檢修工作完成后，4B循環(huán)水泵押票準備試轉。運行人員先啟動4B循泵出口蝶閥油站打壓，發(fā)現(xiàn)油站油泵打壓時間較長。4B蝶閥離開全關位，#3機、#4機循環(huán)水壓力急劇下降，運行人員立即就地手動執(zhí)行關閉蝶閥。事后經檢查，此過程中4B循環(huán)水泵出口蝶閥最大開度到了50度（全程90度），#3機循環(huán)水壓力從70KPa降至57KPa，#4機組從55KPa降至36KPa，機組真空值明顯下降，幸未到達機組跳閘值。

二、蓄能罐式液控蝶閥的工作原理

蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥主要由閥門本體、液壓執(zhí)行機構、液壓油站、電控箱等四部分組成。閥門本體由閥體、蝶板、閥桿、滑動軸承、密封組件等主要零件組成。液壓執(zhí)行機構主要由油動機（擺動油缸）、連桿、擺臂等連接、傳動件組成，是液壓動力開、關閥門的主要執(zhí)行機構。液壓油站包括電動油泵、手動泵、蓄能器、電磁閥、溢流閥、流量控制閥、截止閥、液壓集成塊、油箱等零部件。蓄能器為閥門啟閉提供主動力源。手動泵用作系統(tǒng)調試和特殊情況下的閥門啟閉。

蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥的工作原理如下：

1.常規(guī)工作

1.1閥門開啟：啟動電機帶動油泵運轉，液壓油經濾網、油泵、單向閥、手動截止閥進入蓄能罐至額定壓力后停止。電磁閥通電，蓄能罐內的壓力油經高壓膠管進入擺動油缸的無桿腔推動活塞使蝶板旋轉，回油從油缸的有桿腔排出，經調速閥，電磁換向閥流回油箱，按預先調定的2個控制程序實現(xiàn)快慢開閥（也可實現(xiàn)無級可調勻速開閥）。隨之，蓄能罐充壓力油至額定壓力后油泵停止。

1.2閥門關閉：切斷電磁閥電源（或反作用型即電磁閥通電），蓄能罐內的壓力油進入油缸的有桿腔，推動活塞桿退回，液壓油從油缸尾端的快、慢關角度調節(jié)桿，快關調速閥，慢關調速閥流回油箱，按預先調定的2個控制程序實現(xiàn)關閥。

1.3任意位置停止：蝶閥在開啟或關閉過程中，切斷油缸的回路，蝶板即可停止在任意位置（不能作流量調節(jié)閥用）。

2.電動油泵直接供壓力油開、關蝶閥：切斷蓄能罐內的壓力油，關閉手動截止閥，啟動電機，油泵的壓力油分別進入油缸的無桿腔或有桿腔即可實現(xiàn)勻速開、關蝶閥。

3.搖動手動油泵開、關蝶閥：在系統(tǒng)所有動力源處于工作停止的狀態(tài)下，先切斷蓄能罐內的壓力油、關掉電動油泵、接通閥門的開、關閥油路，然后搖動手動油泵，也可實現(xiàn)開啟或關閉閥門。

4.蓄能罐的壓力油補充：一般情況下，蓄能罐內的油壓為額定值（上限值），當液壓系統(tǒng)在長時間的工作狀態(tài)下，由于有極微量泄漏使油壓降至額定值（下限值，但仍高于工作壓力值）時，控制系統(tǒng)可自動啟動油泵電機工作，進行補壓力油。

三、故障原因分析

1、控制邏輯本身設計的影響

該電廠循環(huán)水泵出口蝶閥是由湖北洪城通用機械股份有限公司生產的Dx7k41X-6型蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥。

油站系統(tǒng)由一臺軸向柱塞泵、一臺手搖泵、兩臺蓄能器、2只電磁閥、溢流閥、油動機、儲油箱等組成。系統(tǒng)正常油壓應為10MPa——15MPa之間，當系統(tǒng)油壓低于10MPa時，油泵自啟；當系統(tǒng)油壓高于15MPa時，油泵自停。正常運行中，蝶閥開關的動力油來自蓄能器。電磁閥Y1為常開式，電磁閥Y2為常閉式。在蝶閥全開狀態(tài)下，電磁閥Y1不帶電、Y2帶電，開閥油路打開。在蝶閥全關狀態(tài)下，電磁閥Y1帶電，Y2不帶電，關閥油路打開。

循環(huán)水泵、蝶閥或蝶閥油站檢修時，蝶閥全關，油站泄壓、停油站動力電源和控制電源，電磁閥Y1、Y2均失電。當檢修工作結束，油站恢復運行，動力電源和控制電源送電后，由于設計缺陷，控制電源送電后電磁閥Y1不會自動帶電，即Y1保持不帶電狀態(tài)，擺動油缸開閥門方向（無桿腔）會連通壓力油，當油站油壓建立后，蝶閥就可能會打開。

2、油缸活塞環(huán)內漏的影響

經檢查確認，4B循環(huán)水泵油站建立油壓時間長和頻繁打壓是擺動油缸活塞環(huán)密封圈損壞內漏引起。那么油缸活塞環(huán)內漏會產生何種影響呢？

如上所述，4B循環(huán)水泵檢修后，蝶閥油站送電恢復運行，此時電磁閥Y1、Y2均保持失電狀態(tài)，Y1失電常開，擺動油缸開閥門方向（無桿腔）連通壓力油。但此時Y2也失電保持常閉，擺動油缸有桿腔側油路保持封閉狀態(tài)，此時，即使油壓建立，蝶閥也不會打開。但當擺油缸活塞密封圈不嚴密時，在壓力油的作用下，擺動油缸有桿腔側的存油會漏至無桿腔側，活塞會往有桿腔側移動，蝶閥就會被自動打開。同理，油缸有桿腔側及連接油管路存在其他的內漏、外漏情況，在情形下也會導致蝶閥自動打開，打開的速度和大小與油缸有桿腔側存油情況、內外漏大小情況有關。

四、整改和預防措施

因電控設備不具備控制電源送電后，Y1電磁閥自動帶電的改造條件。經分析討論，提高檢修質量，制定并執(zhí)行嚴格的操作程序可避免上述蝶閥自開的安全隱患。

1、檢修提高檢修管理標準，提高檢修質量，加強巡檢，對蝶閥油液壓系統(tǒng)尤其是擺動油缸定期進行維護保養(yǎng)，確保擺動油缸和液壓系統(tǒng)不內漏、無外漏。

2、運行完善“循泵蝶閥及油站停運檢修執(zhí)行安全措施”操作票。

（1）停泵停電（蝶閥同時關閉），檢查蝶閥關閉到位。

（2）就地控制箱油泵開關切至斷開位。

（3）將就地控制箱上的就地/遠方轉換開關切至就地位。

（4）將蝶閥油站泄壓。

（5）停蝶閥油站動力電源和控制電源。

3、運行完善“循泵蝶閥及油站檢修后恢復”操作票。

（1）就地控制箱油泵開關切至斷開位。

（2）送控制電源。

（3）將就地控制箱上的就地/遠方轉換開關切至就地位。

（4）按就地關閥按鈕。

（5）送動力電源，就地控制箱油泵開關切至合閘位。

（6）確認油壓建立維持正常后，可將就地控制箱上的就地/遠方轉換開關切至遠方控制。

（7）若油壓無法維持，將就地控制箱上的就地/遠方轉換開關保持在就地位（若從遠方切到就地位，需再次按下就地關閥按鈕），并通知檢修檢查。

五、結束語

循環(huán)水泵是發(fā)電廠關鍵的輔助設備之一，其運行可靠性對機組安全運行至關重要，所以必須要做好循環(huán)水泵及其附屬設備的運行使用、巡視檢查和檢修維護工作。運行人員要建立起良好的操作方法，嚴格按規(guī)程和操作票運行設備，加強巡檢和監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)缺陷及時告知檢修處理。檢修人員要及時處理循環(huán)水泵及附屬設備的缺陷，不得帶病、帶隱患運行；做好定期維護保養(yǎng)和大小修工作，提高檢修工藝，嚴格質量管控；應修必修，修必修好。運行、檢修協(xié)作起來，正確的運行，到位的監(jiān)管，良好的維修保養(yǎng)，才能保證循環(huán)水泵長期健康正常，保證機組安全穩(wěn)定運行。

（作者單位：深圳媽灣電力有限公司）