插裝式邏輯閥在水電廠調速器系統中的應用

江小金

江西贛能股份有限公司居龍潭水電廠，江西 贛州 341000

水電廠調速器的主要作用是保證機組的輸出功率，并及時、準確進行機組控制，如緊急停機、增減負荷等，插裝式邏輯閥是由不同插裝閥組合而成的閥門回路系統，將其運用到調速器系統中能夠有效發揮其高可靠、自清污等優勢，改善調速器系統的運行狀態。

1 開關邏輯閥的應用

1.1 進液時的應用

根據具體用途分類，插裝式邏輯閥主要包括開關邏輯閥、保護邏輯閥、溢流邏輯閥等。在調速器系統中，開關閥的用途包括循環釋放、進液、單項釋放等，可以滿足系統運行對壓降的要求。開關邏輯閥通常被用作降壓用閥門。其中，在系統進液運行中，使用開關邏輯閥時通常需要運用閥芯阻尼凸頭完成關閉緩沖，同時運用先導網絡阻尼完成開啟緩沖。但需注意的是，如果需要快速停止進液，則必須遵循既定的操作方式，快速關閉邏輯閥，以保證控制效果。一般來說，上述關閉方式的具體操作方式為先在梭閥處選擇主閥關閉操作壓力，再以先導控制增加外控的方式，關閉主閥門，完成停止進液操作。在此過程中，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，確認無問題后，方可操作。此外，在運用邏輯閥時，應檢查閥門的機械卡緊力情況，并確保其卡緊精度能夠滿足調速器系統的壓降操作要求，以增強邏輯閥的應用效果，提升調速器系統的運行水平。

1.2 循環釋放時的應用

在調速器系統運行中，開關邏輯閥在循環釋放運行上的應用操作重點與其在進液運行中的應用操作一致，均采用閥芯阻尼凸頭進行關閉緩沖，并采用先導阻尼進行開啟緩沖。總體上來看，作循環釋放用的國內外邏輯閥產品，基本以先導插裝式節流閥或電磁閥，控制主閥的組合。其開啟過程為，先進行開啟緩沖，然后使用壓力換向閥，將邏輯閥開啟，直至壓力下降到所需要的水平，再操作換向閥將邏輯閥內部存積的液體排除，完成開啟。關閉的過程為，緩沖完成后，用先導功能元件疊加操作的方式，按照既定的順序進行操縱，以關閉閥門。此外，在應用邏輯閥時，必須根據管道的公稱直徑選擇相應的閥門類型和型號，確保邏輯閥應用的準確性。同時，考慮到調速器系統在壓降操作時對所達到壓降值的精準度要求比較高，在應用邏輯閥前，應檢查其加工精度，以免閥門運行精度不夠，影響調速系統的運行效果。

2 保護邏輯閥的應用

2.1 保護裝置構建

在水電廠生產設施運行中，可能會出現過速問題，引發設施運行故障和事故，因此，為了保證生產活動的穩定開展，通常會在調速器系統中設置一個過速限制裝置，以控制流速，達到過速保護的效果。在傳統條件下，調速器系統中的過速保護裝置以滑閥式事故配壓閥的結構為主，但這種結構的保護裝置較為復雜，無論是前期安裝還是后期運維都存在較大難度，而插裝式邏輯閥的構造簡單，且可以滿足過速保護控制需求，因此，目前主要運用邏輯閥構建調速器系統中的過速保護裝置。在系統中，過速保護裝置可以被分為機械過速保護器、過速限制器、分斷關閉裝置三部分。其中，在過速限制器的構建中，可以采用常規插裝閥、可調流量插裝閥，形成一個邏輯閥系統，由此根據流速情況，對流速進行限制，實現過速保護。在邏輯閥的應用中，需先根據水電廠設施運行邏輯、程序予以厘清，據此規劃出過流控速流程，再圍繞該方案中閥門的運行需求，用插裝式閥門構建配套的邏輯回路，以實現對邏輯閥的準確應用。

2.2 分段關閉裝置構建

在過速保護系統中，分段關閉裝置的主要作用是防止關閉、過速限制期間機組受水錘作用的影響，導致水電廠生產水平下降。分段關閉裝置在整體調速系統中的應用機理為，當其關閉時，讓機組先快速關閉，待關閉范圍達到一定程度后，放慢關閉速度，直至所有部分均關閉，以防止關閉期間出現水錘問題。同時，在過速限制時，讓機構中存在關閉速度，但不干擾其他部分的迅速開啟，也可以預防過速限制期間出現水錘問題。在此裝置的構建中，通常可以采用行程換向閥、可調流量插裝閥、常規插裝閥進行組合，形成一個能夠滿足分段關閉運行需求的邏輯閥系統，以實現邏輯閥在調速器系統中的應用。在此過程中，需根據液壓系統的整體結構進行邏輯閥布局，同時，換向閥可以選用電磁式的閥門。總體來說，邏輯閥的應用優勢在于，所需的插裝閥門均為標準件，元件的更換比較方便，而且造價也相對較低。此外，如果運用邏輯閥，那么分段關閉裝置中無須安裝聯單閥，即可快速開啟，節省了空間和安裝施工作業量。

3 溢流邏輯閥的應用

3.1 應用方法

溢流邏輯閥在調速器系統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標準，而且在實際應用中無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速器系統中的空間占用量。在溢流邏輯閥的應用中，只需將閥門、電磁換向閥直接安裝在蓋板上，即可運行其溢流保護功能。但是，通常情況下，蓋板上的控制油孔、螺釘孔數量有限，因此必須采用疊加的方式安裝邏輯閥先導功能元件，以確保邏輯閥的正常運行。目前關于水電廠閥門應用的規程已經比較完善，因此在運用溢流邏輯閥時需嚴格按照規程的要求，落實具體的應用方法，使該方法的實施效果能夠達到預期。此外，應用該邏輯閥時，應充分考慮后期的維護、檢修工作需求，合理布局安裝，以增強其應用效果。

3.2 邏輯閥部件的選用

在溢流邏輯閥的應用中，應根據實際工況選用合適型號的閥門部件，以保證其應用效果。部件選用所依據的指標一般包括公稱壓力、使用溫度范圍、使用介質等，工作人員需要通過觀察工況確定指標，再進行邏輯閥部件的選用。一般來說，需按照操作壓力計算出閥門的公稱壓力，用操作溫度確定使用溫度范圍，并根據使用介質確定閥門的材質與結構形式。此外，選用邏輯閥時，必須對部件的加工精度、剛度等質量指標進行檢查，確認其質量、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速器系統中的應用效果[1]。

4 比例邏輯閥的應用

4.1 邏輯閥的回路構建

比例邏輯閥的主要特點在于能夠實現邏輯閥的所有功能，且適用于多種應用場景，但此類邏輯閥的造價相對較高，而且運維也相對復雜，因此在調速器系統中的應用廣度稍遜于其他邏輯閥。通常來說，比例邏輯閥的應用操作主要分為回路構建、集成塊構建兩部分。其中，在回路構建中，應將比例邏輯閥作為先導閥門，再搭配一個電磁球或電磁滑閥作為輔助性先導閥，再根據被控制的邏輯插裝閥的通徑，確定先導閥的規格。此外，應將邏輯閥的壓力干擾問題納入考慮范圍，按照相應的力學公式，計算所需達到的作用力，再合理地進行比例邏輯閥的回路布局安裝，以提升邏輯閥的應用水平。需注意的是，應運用專業的測量方式，參考調速器系統的運行參數，構建邏輯閥回路，以調整好回路運行參數，使其能夠順利適應調速器系統工況，深入優化比例邏輯閥應用效果。考慮到其運維較為復雜，在回路安裝建設時，需控制好元件之間的距離，從而為運維操作留有空間，以改善比例閥在應用中存在的運維問題，提升調速器系統的運行水平[2]。

4.2 邏輯閥的供油選擇

現階段，調速器系統中，比例邏輯閥的先導控制供油有內供、外供和聯合供油3種形式。其中，內供形式下，控制油會從主閥內部被傳輸至比例閥中，這在一定程度上會減緩主閥的關閉速度，而且可能會出現反向開啟的情況，因此，該方法缺乏可靠性，應用較少。外供和聯合供形式則不會出現上述情況，且更加穩定，因此，根據調速器對邏輯閥開關靈敏度和可靠性的要求，通常選用外供或聯合供形式，以保持良好的比例邏輯閥運行狀態。需注意的是，在必須選用內供形式的特殊情況下，應當增設一個小型蓄能器，以強化先導控制油供應的穩定性和可靠性，提高邏輯閥的應用效果。同時，需結合調速器系統的實際工況信息，選擇型號適合的小型儲能器，以保證比例邏輯閥運行維穩效果[3]。

5 結束語

綜上所述，增強插裝式邏輯閥的應用效果，有助于水電廠調速器系統運行水平的提升。在調速器系統運行中，借助插裝式邏輯閥，可以精準滿足調速器運行期間的壓降需求，減少裝置空間占用以及施工作業量，增強溢流保護效果，提高調速器運行的準確性，從而改善水電廠的生產狀態。