淺談蓄能罐式液控緩閉蝶閥運行中存在的問題及對策

□李富杰（環縣揚黃管理局）

1.概述

1.1 蓄能罐式液控緩閉蝶閥的作用

蓄能罐式液控緩閉蝶閥是我國新一代液控蝶閥，它兼有閘閥和止回閥的功能，能按預先調定的程序，分兩階段快關和慢關動作實現關閥。該蝶閥能消除因突然停電和事故停機過程中產生的水錘危害，控制正常停機機組倒轉，是保證機組管網安全運行的有效設備。本閥的顯著特點是：用蓄能罐代替了重錘式蝶閥的大重錘，將重錘勢能變為流體蓄能，減小開閥力矩，占地面積小，安裝方便；其缺點是液壓系統復雜，油路控制元件多，增加維護難度，提高運行成本。

1.2 蓄能罐式液控緩閉蝶閥結構及工作原理

蓄能罐式液控緩閉蝶閥由閥體及機械傳動裝置、液壓系統、電氣控制系統三部分組成。正常情況下，在檢查閥門具備工作條件后，給電氣控制箱供電，則油泵打壓工作，液壓油經濾油網、油泵、單向閥、手動截止閥進入蓄能罐蓄能，當油壓到上限值時，壓力控制器動作，其接點PP2切斷油泵電機電源，蓄能罐充壓完成。當液壓系統在長時間工作下或極微量的內泄漏，使油壓低于下限值時，壓力控制器動作，其接點PP1接通油泵電機給蓄能罐補壓。總之，該閥進行開、關閥的條件是蓄能罐內的壓力必須在定值范圍內。正常開閥過程：按開閥按鈕，電磁閥Y1、Y2工作，蓄能罐內的壓力油經電磁閥Y2、高壓膠管進入擺動油缸尾端，推動活塞桿伸出，帶動與之相連的連桿和閥軸，使蝶板順時針旋轉，蝶閥開啟。液壓油從油缸前部排出，經電磁閥Y1、開閥調速器流回油箱，當拐臂碰至上限位螺栓后，蝶閥全開，油泵打壓至上限值時停止工作，為關閥蓄能。關閥過程：按下關閥按鈕，切斷電磁閥Y1、Y2電源，蓄能罐內的壓力油經高壓膠管、電磁閥Y1進入擺動油缸前端，推動活塞退回，蝶板隨著閥軸逆時針旋轉關閉。液壓油經油缸尾端的快、慢關調節桿、快關調速閥，慢關調速閥、電磁閥Y2流回油箱，當拐臂碰至下限位螺栓后，蝶閥全關，聯控開、關閥蝶閥工作過程與正常開、關閥工作是一致的。聯控開閥，就是在中控臺合主電機油開關，油開關輔助觸點DL接通蝶閥控制回路，經4秒延時后蝶閥開啟，實現先開主電機后開蝶閥；聯動關閥，就是在中控臺分萬能轉換開關KK，該開關串接在蝶閥控制回路中，蝶閥關閉，當蝶閥關到20°左右時，行程開關SQ4接通中間繼電器K6，其接點接通主電機跳閘回路，主電機跳閘，實現先關閥后停機。當電網突然停電后，需要進行開、關閥操作，首先關閉蓄能罐截止閥，切斷控制箱電源回路（防止突然來電），然后搖動手動油泵即可實現開、關閥操作。

2.蓄能罐式液控緩閉蝶閥運行故障及原因分析

蓄能罐式液控緩閉蝶閥運行中的故障主要出現在液壓系統和電氣控制系統，其蝶板及傳動裝置工作正常。

2.1 液壓系統故障及原因分析

蓄能罐式液控緩閉蝶閥在調試關閥時間定值時，快、慢關時間調試難度大，調試值不穩定，調試次數太多，引起液壓油發熱，油缸密封圈損壞。機組運行中偶爾出現關閥時慢關時間過快或無慢關，產生水錘，引起管道劇烈振動，嚴重威脅機組管網安全運行，這是該閥最大缺陷，也是泵站運行絕不允許的，產生該故障的原因主要是油缸存在缺陷。由于油泵頻繁打壓，容易使壓力控制器損壞，造成油壓低于下限值時油泵不打壓，或油泵打壓至上限值時不停止，引起高壓油管爆裂，嚴重時蓄能罐爆炸，威脅人身設備安全。該閥液壓系統復雜，控制元件多，在開閥易造成控制元件密封圈損壞，蝶閥工作時噴油、漏油，影響蝶閥正常工作。

2.2 電氣控制回路故障

蓄能罐式液控緩閉蝶閥電氣控制回路故障主要發生在聯控開閥和關閥過程中。聯控開閥時電磁閥Y1、Y2不動作，蝶閥不開啟，引起水泵泵腔發熱；聯控關閥時，蝶閥不關閉，機組不能停運，或機組跳閘，蝶閥不關閉，引起機組倒轉、振動，影響機組安全運行。其原因主要是電氣控制回路復雜，中間繼電器質量不好，多回路重復控制。另外，對機組進行跳、合閘試驗時，蝶閥也動作，造成蝶閥頻繁工作，原因是在中控臺多設一組萬能轉換開關LK。

3.對策

為了確保泵站機組安全運行，針對蓄能罐式液控緩閉蝶閥運行中存在的問題，提出兩套方案。

3.1 排除蓄能罐式液控緩閉蝶閥故障，確保安全運行。

3.1.1 蓄能罐式液控緩閉蝶閥液壓系統故障排除方法：針對油缸快、慢時間難調試的問題，對油箱的液壓油定期過濾，清除油內雜質，確保快關調速閥、慢關調速閥可靠工作。由于油缸自身缺陷，對聯控關閥時偶爾無慢關的問題，調整行程開關SQ4位置，減小機組跳閘角度，使蝶板基本關嚴時再跳機組油開關，降低水錘危害，確保泵站機組管網安全運行；油泵打壓時，認真觀察壓力控制器工作狀態，出現異常及時切斷電源，更換壓力控制器，確保油泵打壓正常；在蝶閥開、關過程中，若發現電磁閥損壞及時更換，對損壞的密封圈及時更換，減少漏油。同時，培訓專業的液壓系統維修技術人員，提高檢修質量，確保蝶閥安全運行。

3.1.2 對蓄能罐式液控緩閉蝶閥電氣控制回路進行改進。聯控不開閥的主要原因是中間繼電器損壞，或觸頭接觸不良，建議更換質量好的中間繼電器。去掉中間繼電器K7、萬能轉換快關LK、SA接點，聯控合閘信號由中間繼電器K3常閉接點控制，既能減少繼電器，簡化線路，又能保證聯控合閘時可靠開閥。聯控關閥回路中，去掉中控臺萬能轉換快關LK，既保證關閥可靠，又實現跳、合閘試驗時蝶閥不工作，減少開閥次數，確保安全運行。

此方案未能從本質上改變蓄能罐式液控緩閉蝶閥液壓系統的缺陷，只是對蓄能罐式液控緩閉蝶閥進行維護保養，通過更換元件實現蝶閥工作，維護工作量大，運行成本高。

3.2 用重錘式液控緩閉蝶閥替代蓄能罐式液控緩閉蝶閥

重錘式液控緩閉蝶閥是利用重錘勢能實現關閥，控制管道水流的閥門，是控制事故失電停泵產生的水錘危害，防止機組倒轉的理想設備。重錘式液控緩閉蝶閥工作原理：開閥時，油泵工作打壓，液壓油經濾油器、油泵、調速閥、單向閥及高壓膠管進入油缸尾部，推動油缸活塞移動，油缸活塞帶動與之相連接的連頭使重錘升起，同時帶動閥軸使蝶板開啟，而沒通過調速閥多余的液壓油經溢流閥流回油箱。關閥時，使電磁閥失電（反作用式電磁閥通電），則電磁閥打開，油壓經快、慢關角度調節閥、快關調速閥、慢關調速閥及高壓膠管、常開手動閥和電磁閥流入油箱，利用重錘勢能實現關閥。當事故停電時，電磁閥失電，則蝶閥關閉（對反作用式電磁閥，只要打開常閉手動閥，則能快速關閥），開閥只要油泵打壓就能實現，關閥利用重錘自重，電磁閥打開關閥，結構簡單，工作可靠。重錘式液控緩閉蝶閥電氣控制回路只要4個中間繼電器，1個時間繼電器就能使油泵工作（蓄能罐式液控緩閉蝶閥需要7個中間繼電器，2個時間繼電器，1臺壓力控制器）。運行實踐中，重錘式液控緩閉蝶閥很少出現故障，液壓系統控制元件不易損壞。

更換重錘式液控緩閉蝶閥投資大，但更換后既能保證安全運行，又降低運行成本，提高泵站效益。