自動保壓式液控蝶閥常見控制故障分析

張來發，張建方

（太倉港協鑫發電有限公司，江蘇 太倉 215433）

1 概述

某電廠4×300 MW機組循環水泵采用的是由長沙水泵廠生產的64LKXA-12(14.5)型號混流泵，出口蝶閥采用的是自動保壓式液控蝶閥。在汽機輔助設備中，液控蝶閥的故障較為常見。

循環水泵出口蝶閥是翻板式蝶閥，垂直90°為全關狀態，水平0°為全開狀態。關閉時，依靠一個重錘的自重來驅動；打開時，依靠高壓油頂起重錘下的油動機內活塞克服重錘的自重來開啟。

2 蝶閥的控制過程

該液壓控制蝶閥的電氣控制原理如圖1所示。

2.1 開閥

當DCS(分散控制系統)發出開閥指令時，PLC輸入點X1接通。在PLC程序的控制下，油泵電機啟動，建立高壓油，壓力油進入油缸，閥門開啟。當閥門開啟到15°時，行程開關SQ3動作，此時，聯鎖循環水泵啟動，同時鎖定電磁閥動作，油泵停止，蝶閥保持在當前位置3 s。當DL1接點閉合時，PLC接收到循泵已運行的信號，蝶閥繼續開啟至全開位置。隨后蓄能器充油至額定值撞動行程開關SQ6，使油泵電機停止。

2.2 關閥

當DCS發出關閥指令時，PLC輸入點X3接通，此時，泄油電磁閥帶電，油缸中的油壓泄去，閥門關閉。當閥門關至75°時，行程開關SQ4動作，聯停循泵。當DL2水泵停止信號接通時，蝶閥繼續關至全關。

圖1 液控蝶閥電氣控制原理

2.3 報警信號

蝶閥故障報警信號主要有：

(1) 開超—油泵運行120 s后全開信號未到；

(2) 關超—關指令發出120 s后全關信號未到；

(3) 開不動—DCS發出開指令10 s后關反饋未消失；

(4) 關不動—DCS發出關指令3 s后開反饋未消失；

(5) 閥門狀態異常時，開閥狀態下開信號消失；

(6) 電機過載時，油泵電動機的熱過載繼電器動作。

3 常見機械及控制故障及其處理方法

3.1 蝶閥關不動

(1) 泄油電磁閥卡澀。該電磁閥為直動式，電磁閥鐵芯長期處于潮濕的環境中容易生銹卡澀。遇到這種情況首先應保證電磁閥端部密封完好，然后可以在鐵芯表面涂一層薄薄的黃油，以起到延緩腐蝕的作用。

(2) 蝶閥機械部分卡澀，泄壓后蝶閥卡住不動。遇到這種情況首先應檢查油動機活動部件是否有卡澀現象，如插銷滑出，油動機輸出軸與閥殼摩擦等，然后再排查閥門本體是否發生了卡澀。

3.2 蝶閥開不動

(1) 油泵不起壓。這種情況通常是由油泵損壞或電機熱偶保護動作引起的，應更換油泵或檢查電機回路。

(2) PLC沒有接收到開閥指令。這種情況通常是由就地控制箱內接線出現脫落或者接觸不良引起的。柜內接線不規范就容易造成此類故障。

3.3 蝶閥開超

(1) 全開行程開關調整不當或者是行程開關觸點故障。遇到這種情況應調整或更換行程開關。循環水泵設計有運行60 s后蝶閥全開信號未到聯鎖跳閘保護，此時應特別注意行程開關的質量以及拐臂角度。

(2) 油壓偏低。遇到這種情況應檢查液壓回路是否有泄漏。在蝶閥開啟過程中，油壓應在8～10 MPa范圍內，油壓過低會造成蝶閥開啟緩慢。

3.4 蝶閥狀態異常

在蝶閥全開狀態下，如果全開行程開關觸點閉合(行程開關接常閉觸點)，PLC會發出狀態異常報警。這種情況大多是由全開行程開關故障引起的。蝶閥大多都安裝在地坑中，環境潮濕，導致行程開關觸點很容易發生短路故障。檢修維護時要保證行程開關及中間接線端子箱防護完好，防止觸點或端子受潮腐蝕損壞或者進水短路。為防止地坑中的積水突然增多時排水泵來不及排水，需要安裝1個超聲波液位計，將地坑液位遠傳至DCS上顯示，并做高報警，這樣才能在第一時間發現異常，及早采取措施。

3.5 蝶閥關過程中又開啟

這個故障與液控蝶閥的控制邏輯有關，液控蝶閥啟停指令常見的控制邏輯如圖2所示。

圖2 蝶閥開關指令邏輯

當蝶閥沒有關到75°時，循泵還在運行狀態，此時如果液控蝶閥故障信號發生“0-1-0”的變化，蝶閥開指令條件滿足，又會觸發開閥指令。這種情況一般在關閥指令啟動后不久發生，故障信號一般是PLC瞬間發出“關不動”報警，蝶閥再向下關時報警信號消失。“蝶閥故障”信號是一個綜合信號，它的發出并不表示蝶閥已經無法操作，因此不適宜用作開關指令判斷。可通過取消蝶閥故障報警判斷條件，只做報警顯示的方法進行改進。同時，為了及時發現蝶閥控制回路異常，可以把“油站運行”信號遠傳至DCS， 做“油站運行超時”報警。

1 高樹偉，付建軍，郝福虎，范衛群，解志宏．KD741X-6V型自動保壓式液控蝶閥故障分析與處理[J]．內蒙古電力技術，2004(4).