全液压传动液控蝶阀在火电厂应用中有关问题的探析

　　电站辅机全液压传动液控蝶阀在火电厂应用中有关问题的探析赵云辉（湖南株洲电厂412000）文中对火电厂循环水系统常见的全液压传动液控蝶阀的液压系统及泵阀联动对电控回路的要求进行了探析。

　　0前言火力发电厂循环水系统是一个非常重要的辅助系统。液控蝶阀由于兼有闸阀和止回阀的功能，可以按预先设定好的程序分阶段按角度实现快关和慢关的动作顺序，对突然停电或事故停泵过程中产生的水锤及水泵机械反转等危害有显著的消除和抑制作用，且全液压传动液控蝶阀取消了重锤式液控蝶阀的大重锤，具有体积小、外型美观等特点。因此，全液压传动液控蝶阀在火力发电厂循环水系统得到了广泛的应用。本文就火电厂常见的母管制循环水系统（两泵供一台机组或三泵供两台机组等形式）的泵阔联动工况，结合一些电厂的实际运行情况，对火电厂循环水系统大口径全液压传动液控蝶阀的液压系统和泵阀联动对电控回路的要求进行了探析。

　　1液压系统全液压传动液控蝶阀的开关阀均是通过压力油控制摆动活塞缸中的活塞杆伸出、退回，带动与之相连的连杆和阀轴，使蝶板旋转来实现的。活塞缸的开阀油腔和关阀油腔的进油与泄油通过电磁阀的控制来完成。液压系统设计中，开、关阀油腔及电磁阀线圈的工作状态是否合理，关系到液控蝶阀能否正常、安全、有效地工作。

　　1.1开阀油腔、关阀油腔的工作状态一个合理的液压系统，其活塞缸的开、关阀油腔的工作状态应为：蝶阀开启过程：关阀油腔泄油，开阀油腔进油；蝶闽全开后，关阀油腔应没有油压，而开阀油腔则处于保压并自动补油状态；蝶阀关闭过程：开阀油腔泄油，关阀油腔进油，蝶阀全关后，开阀油腔应没有油压。

　　这是液控蝶阀正常、安全工作对液压系统的基本要求，但某些厂家生产的液控蝶阀的液压系统却存在不足。如湖南株洲电厂125MW机组循泵出口所使用的液控蝶阀，存在阀门全关状态出现自动开启的现象（电厂已对其液压系统进行了改造）。对其液压系统进行分析，发现当蝶阀全关后，因ICT电磁阀线圈烧坏或各种原因引起线圈电源中断，使开阀油腔处于充压状态，其油路未与泄油回路相通，反而与包括蓄能罐在内的系统油路相通，并且根据系统油路的油压情况进行自动补油，而关阀油腔油路却为一个独立的电站辅机液控蝶阀液压系统原理（蝶阀全关状态）系统。这样，一旦关阀油腔出现渗漏（内漏或外漏）掉压，便会出现蝶阀逐步开启的现象。如果值班人员不能及时发现并采取有效措施，必然会造成循环水倒流、循环水母管掉压，影响机组的安全经济运行。因此，在液控蝶阀全关后，开阀油腔处于无压状态是非常必要的。

　　1.2蝶阀全关状态，关阀油腔可以不需要补油在蝶阀全开时，活塞缸的开阀油腔处于保压并自动补油状态是维持蝶阀开启并抑制蝶板抖动的需要。但在蝶阀全关状态，笔者认为，对于有否必要进行自动补油是值得商榷的。

　　当液控蝶阀安装在水平管道上，液控蝶阀的蝶板在全关状态时，蝶板的受力情况以旋转轴为中心，蝶板上、下半部分所承受的压差是相等的，理论上来说，没有外力使蝶板在全关状态自行开启。更何况阀门开启需要克服旋转轴的摩擦力、密封填料的磨擦力、液压传动拐臂摩擦力和活塞缸活塞的阻力等。株洲电厂实践也证明，当液控蝶阀全关后，使活塞缸的开、关阀油腔均处于无压状态，在长达一个月的时间内，没有出现蝶阀自开和蝶板抖动的现象。

　　作为用户，可以根据实际情况，在蝶阀全关时选择活塞缸的关阀油腔不进行自动补油。这样，可以减少油泵的启动次数，对整个液压系统液压元件的使用性能及液压油品质的保持均很有利，尤其可以极大延长篼压柱塞泵的使用寿命。

　　1.3液压系统电磁阀线圈的工作状态液控蝶阀液压系统油路控制基本上是通过电磁阀实现的。电磁阀线圈的工作状态，即通电或失电状态对整个液压系统的安全性也是用户应重点考虑的方面。

　　国内几个生产大口径液控蝶阀的专业厂家，其蝶阀液压系统油路控制用电磁阀在蝶电站辅机阀全开或全关状态时，基本上有一个电磁阀的线圈是通电的。如沙市阀门总厂生产的Dx7K41型蓄能罐式液控蝶阀，其液压系统设计有IET，2ET两个电磁阀，液压油路设计有动力油和控制油路两个回路（见）。民中IET电磁阀用作控制油路的切换，当其线圈通电时，液压系统的控制油路控制相关的液压元件，使动力油路与关阀油腔相通。在蝶阀全关时电磁阀线圈处于长期通电状态，存在线圈发热、影响使用寿命的缺陷。而当线圈烧坏后，难以及时发现、更换，给整个系统运行带来极大的隐患。一方面，IET电磁阀线圈烧坏后，IET电磁阀使动力油路与开阀油控相通，如果关阀油腔油路油渗漏现象，则会使蝶阀逐步自动开启；另一方面，IET电磁阀线圈烧坏后，如果该循环水泵组投人运行，蝶阀能够正常开启，但如果要停止水泵运行则会存在蝶阀不能关闭的缺陷。尤其是水泵电机故障跳闸时，蝶阀不能正常关闭，必然会造成循环水倒流、母管掉压，对运行机组构成严重影响，甚至汽轮发电机故障停机。

　　故此，笔者认为，液控蝶阀液压系统电磁阀线圈应设计成当蝶阀在全关或全开时处于失电状态。否则好选用质量可靠的进口电磁阀。

　　液控蝶阀液压系统还应该注意下面几个方面：①活塞缸的开、关阀油腔的油路系统应有一定的储油容积，尤其是开阀油腔油路。以保证油路系统轻微渗漏时不会导致油压大幅下降、油栗频繁启动，延长系统补油的时间间隔。

　　②整个液压系统应有合理的排气措施。

　　有的蝶阀在经过全面检、清洗液压系统后投运，因不能有效排气，存在油系打不起压力的现象，往往要通过人为进行排气后才能正常工作。

　　③液压系统的油箱容积应合理，不能过小。否则会存在油粟频繁运行时油箱油温升高，油的粘度降低，造成油泵（尤其是柱塞泵）出力下降甚至打不出油；另外对油的品质也有一定的影响。

　　2电控回路循环水泵出口液控蝶阀与菜组一般均设计成栗阀联动。在联锁位置，常见形式为先开泵后开阀、先关阀后停泵的离心泵（混流泵一般选择与离心泵工况相似）工况。电控回路的设计除满足泵闽联动基本功能要求外，还应充分考虑液控蝶阀在不同工作状态时也应满足系统功能的需求。

　　液控蝶阀电气控制原理（局部）电站辅机2.1泵阀联开时，在水泵启动后，阀门按设定好的程序延时开启。应注意在该功能中，如果液控蝶阀设计有全关状态关阀油腔自动补油功能，则在自动补油过程中，水泵电机油开关辅助触点送出开阔信号后，阀门应能即时接受开阀信号延时开启。

　　但有的液控蝶阀开、关阀回路设计为辅助触点联锁，而关阀油腔自动补油也是通过启动关阀回路进行补油。这样，在自动补油过程中，开阀回路因闭锁而不能启动，因而阀门只有在关阀油腔补油结束后才能开启，达不到预期的泵阀联开的效果。在电控回路的设计中，应避免这种现象的出现。

　　2.2水泵故障跳闸时，阀门应立即关闭。这是母管制循环水系统基本的泵阀联动功能要求，也是重要的功能要求。在这个功能中电控回路的设计应注意容易被忽视的两个方面的情况，以避免对机组的安全运行埋下隐患。

　　①水系启动后，阀门正在开启过程中，如果水栗跳闸，阀门必须即时由开启过程转为关闭过程。

　　笔者在对一次因循环水泵启动过程中电机跳闸引起汽轮发电机组真空大椹度下降的停机事故分析中发现，泵阀联动的电控回路中，循环水菜电机跳闸后联动关闭阀门的回路（如简单示意）不合理。因为阀门开启过程中K，继电器线圈处于通电状态，其常闭触点Ku断开，这时水泵电机跳闲，虽然电机油开关辅助点DL恢复闭合状态，但仍然不能接通关阀回路以实现关闭阀门。因而，在（上接第21页）共9.0万；安装费约0.2万元/台，共0.6万；另外更改部分管道与阀门；所以改造初期投资仅约12.0万。

　　阅指标统计报表可知：9号机改造前给水温度（1999年下半年平均值）为234.4*，改造后给水温度（2000年下半年平均值）为239.61：，给水温度上升5.2尤。根据水泵跳闸后，阀门未能由开启过程马上转为关闭过程，而是仍然维持阀门开启过程，直至阀门全开后并将开阀油腔的油压补充至整定的压力高限PP，继电器线圈得电，常闭触点k断开，而后K，继电器线圈失电，常闭触点恢复闭合，才接通关阀回路实现关阀。在这个过程中，机组循环水通过该蝶阀较长时间倒流，造成母管失压，机组真空急剧下降被迫停机。其实，若比较熟悉液控蝶阀的液压原理及系统功能的需求，电控回路的设计完全可以避免这种情况的发生。

　　②液控蝶阀全开状态时，如果开阀油腔在自动补油过程中，发生水泵电机跳闸，液控蝶阀必须马上由向开阀油腔补油转变为阀门关闭。不能有必须在补油结束后才能接通关阀回路的现象，否则必然会出现循环水倒流、母管掉压的故障。

　　2.3另外，对于泵阀联动，还可以要求满足下面两个功能。一是在泵处于停止状态时，蝶阀不能单独开启；二是发出停泵指令后，先关阀后联动停泵。

　　3结束语本文对火力发电厂循环水系统常见的全液压传动液控蝶阀的液压系统及泵阀联动对电控回路的要求进行了探析。文中相关内容，未见电力生产类、期刊中有类似报导和论述。希望能起到抛砖引玉的作用，与广大同行商榷交流，更期望能给生产厂家及用户在设计、选型时有一点启发帮助作用。

　　（：2000- 200MW机组热力计算结果：给水温度每升高10，影响煤耗2.0g/KWh.若扣除负荷因素，下半年发电量4.5亿KWh，则下半年节约标准煤0.45K1，全年按9.0亿KWh发电量计算，则全年节约标准煤0.9K1.改造后经济效益十分明显。