黃 嘉,路 建,任 剛,李國賓,龍福海
(河北張河灣蓄能發電有限責任公司,河北 石家莊 050300)
SAMSON公司是德國控制閥及自動控制設備的專業制造商。其控制閥廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、熱力等領域。該品牌是高品質的代名詞,同時也擁有高昂的價格及較長的采購周期。
張河灣公司主變壓器為重慶ABB公司產品,采用強迫油循環水冷冷卻方式,冷卻器采用德國GEA公司產品,其水回路控制閥門采用SAMSON 3274型電液執行機構操控,全廠共有16個3274型電液執行機構。以下簡稱“執行機構”。
張河灣公司在日常維護中發現,經過10年左右的運行之后,該型號執行機構已經顯現了疲勞狀態,年故障率大大增加,最大時可達25%,造成主變冷卻系統運行不穩定,甚至有降出力或者非計劃停運的風險。
執行機構故障時易出現以下現象:
(1)執行機構無法縮回(指上行,提起閥門);
(2)執行機構無法伸出(指下行,關閉閥門);
(3)執行機構操作(縮回或者伸出)閥門到位后電機無法自動停止運行,造成持續發熱。
(1)原理分析
如圖1所示,3274-14型執行機構采用緊湊型電液原理執行。內部有微型電機及油泵以及控制電磁閥組。通過電磁閥切換油路給液壓缸5.1打壓或者泄壓。該液壓操作機構操作到位后會觸動兩個位置傳感器4.3與4.4,用以在“伸出(執行機構關閉)”和“縮回(執行機構打開)”到位后控制切斷電動機的電源操作回路以實現自動控制。

圖1 執行機構介紹
(2)現場設備拆解分析
1)打開端蓋找到位置接點:可以看到2個用內六角螺絲緊固在蓋上的調整桿a和e。對照說明書,判斷e是縮回行程位置接點,a是伸出行程位置接點。見圖2。

圖2 打開端蓋后的照片
2)進一步拆解
如圖3示,進一步拆掉4個內六角螺絲后,我們清晰看到了其位置接點的微動開關。采用瑞士SAIA品牌的微動開關,其質量非常好,經過多次試驗測量后判斷一般不會在微動開關本體出現故障。

圖3 拆開4顆內六角螺絲后的照片
3)故障原因的進一步分析
排除了微動開關本身故障的原因后,繼續對照圖紙進行深度拆解。將整個液壓缸體拆開并對照圖紙進行了分析,得出了故障原因結論,如圖4所示。
圖4中,可以看到矩形方框內的彈簧起到整個缸體移動時的緩沖作用,兩個橢圓圈標示的部分是整個液壓機構可以上下移動的間隙。在機構額定行程操作到位后,由于操作機構繼續打壓,缸體內增多的液壓壓力會使機構整體上行(執行機構桿伸出時)或下行(執行機構桿伸出時),最終觸動位置接點后導致切斷電機供電回路停止執行機構運行。如果供電回路沒有正常切斷,則會造成電機或電磁閥運行時間過長,損壞電機或者電磁閥。圖5為拆開后的液壓缸照片。

圖4 執行機構原理圖

圖5 拆開的液壓缸照片
我們在對電磁閥進行測量之后發現:無故障的阻值是5.4 Ω左右,壞的電磁閥則顯示阻值無窮大或接近0 Ω。
(3)故障處理
1)方法一:位置開關調整
先測試電磁閥組有無故障,確認無故障后,松開上部壓蓋調整螺絲(調整桿a和e的固定螺絲),用內六角扳手調整其上部調整桿位置,使其在全關位置與全開位置都能夠自動切斷電源回路。調整方法如圖6所示。

圖6 位置開關調整
完成上述操作后,再經過5次執行機構自動啟停后可將設備投入運行,在運行過程中加強對維修過的執行機構的監視。
2)方法二:調整中心螺絲
先測試電磁閥組有無故障,確認無故障后,取掉中心螺絲鎖定片,用扳手調整位置,使其在全關位置與全開位置都能夠自動切斷電源回路。
3)方法三:更換電磁閥
先測試電磁閥組有無故障,確認電磁閥故障后,更換電磁閥備件(舊設備上拆下的可用)即可。
(1)在執行機構經過長時間的開、關運行之后,其各個機械部件都會有小的變化,這種肉眼看不出來的變化可能會影響到機構的運行。由于該執行機構結構緊湊,本身內部空間很小,因此,在初期安裝時很難將其位置傳感器調整的很到位或者考慮到能夠承受的微小形變,加之液壓油中的雜質,執行機構磨損的碎屑都可能影響到執行機構的行程,從而最終導致執行機構自動控制回路失靈,這些都是可能導致上述故障的原因。
(2)針對此類執行機構,在運行超過5年后,巡檢項目中應當加入對執行機構電機運行情況檢查,即用手觸摸執行機構,看其操作到位后是否有發熱現象出現。發現發熱之后,可以立即通知ONCALL運維人員進行處理,通過調整位置接點進行故障處理。
(3)要注意的是,由于該免維護執行機構對于油品質要求較高,在打開上部蓋子時一定要注意將灰塵清掃干凈,避免因雜質混入油內造成其他異常出現,保證維修質量,延長其運行壽命。