电厂循泵配套液控蝶阀常见故障分析

黄海明

福建大唐国际宁德发电有限责任公司福建宁德355006

【摘要】循环水泵作为各发电厂最重要的辅助设备之一，其作用是向凝汽器提供大量循环冷却水，以冷凝汽轮机低压缸排汽，从而建立并维持机组真空。循环水泵出口液控蝶阀则是关系到循环水泵安全、稳定运行不可或缺的配套设备之一。液控蝶阀正常动作与否，直接关系着循环水泵能否投运。而循环水泵运行过程中，一旦出现液控蝶阀异常动作，极有可能造成循泵跳闸进而导致机组循环冷却水中断、机组被迫停运的恶性事故。本文着力从发电厂角度出发，通过循环水泵出口液控蝶阀较易发生的一些常见故障，分析故障产生的原因，并提出相应的处置和预防措施。

【关键词】液控、蝶阀、发电厂、故障分析

液控蝶阀兼有闸阀和止回阀的功能，是一种能按预先调定好的程序,分阶段开启和关闭的控制设备。具有完善的液压系统和电气控制系统，既可就近操作，也可远程控制。液控蝶阀主要分为液压油站与阀体两部分，其开关阀门的动力主要来自液压站。

首先，我们需要了解蝶阀的动作原理：液控蝶阀开启时，开阀电磁阀通过得电或失电导通泄压油路，关阀电磁阀导通压力油回路，蓄能器内的压力油经液控单向阀进入摆动油缸的无杆腔以使蝶阀旋转，回油从油缸的有杆腔排出，经开阀调速阀流回油箱；蝶阀关闭时，开阀电磁阀导通压力油回路，关阀电磁阀导通泄压回路，液控单向阀被截断，蓄能器内的压力油经二通插装阀进入油缸的有杆腔推动活塞杆退回，腔内的液压油经关阀调速阀、插装阀流回油箱；蝶阀在开启或关闭的任意位置，一旦蝶阀油缸的回油被切断，阀门即停止在当前位置。液控蝶阀油站的油压，通过油泵的启停来补偿与维持。

从多年来液控蝶阀在使用过程中出现的异常来看，问题主要集中出现在开阀调速阀、动作电磁阀、手动泄压阀、插装阀和油质等影响因素上。下面就几起蝶阀具体常见故障分别进行阐述。

常见故障一，循泵启动后，出口液控蝶阀无法开启

通过循环水泵的逻辑联锁，循泵启动指令发出后将通过液控蝶阀油站开阀电磁阀和关阀电磁阀的得、失电动作来控制开启出口液控蝶阀。而在实际运行过程中，有时会出现循环水泵启动后，出口液控蝶阀无法开启或开启速度极为缓慢的异常现象。综合分析造成循泵出口液控蝶阀不联开的可能原因主要有：1、开阀信号未发出；2、接线松动或接触不良；3、供油油压不足或无法维持蝶阀正常动作油压；4、油腔供油回路被阻断；5、油腔的回油回路被阻断。原因一、原因二、原因三通过简单的检查、测量极易判断；重点分析原因四和原因五。导致油腔供油回路阻塞的主要原因就是液控单向阀故障不通，液控单向阀在关阀电磁阀失电状态下，蓄能器内的压力油能持续不断地经液控单向阀进入摆动油缸的无杆腔，结构相对简单，一般可靠性较高，出现异常的频率较低。出现频率较高的是原因五，导致油腔回油回路不通的原因主要发生在开阀调速阀，开阀调速阀是一个可人为手动调整和设置的可调整阀门。通过调整开阀调速阀的动作幅度可以控制液控蝶阀开启时液压油的泄油速度从而控制液控蝶阀的开启速率。而开阀调速阀的型式是阀杆与阀芯分体设计的，动作过程中较易发生阀杆变形、阀芯开启不良等问题。另外，油缸油质差也是导致开阀调速阀出现故障的重要原因之一，如果油质差，油脂中的颗粒物等极易将阀门堵塞，从而造成阀门无法开启或开启缓慢。因此，出现此类异常，应重点从液控单向阀、开阀调速阀方面查找原因，如果是因为油质问题，应及时对各油阀进行清洗并改善油质或更换合格的液压油。

常见故障二，循泵出口蝶阀开关反馈失真

循泵出口液控蝶阀的开关反馈对保证循环水系统的正常运行起着至关重要的作用，因为出口蝶阀的开关反馈直接作用于循泵的保护逻辑中。尤其在循泵启动指令发出后，循泵出口蝶阀实际已开启，但蝶阀关反馈却一直未脱开，此时循泵将因出口蝶阀关反馈未脱开而触发保护跳闸。此种情况极为凶险，机组内的各台循泵出口母管通常都是相通的，一旦循泵跳闸而出口蝶阀未关闭，将直接导致运行循泵所供循环水被短路回流，从而造成凝汽器循环水中断，机组真空急剧下降。如果处理不及时，短时间内无法恢复循环水供水，机组直接面临真空低跳机的风险。综合分析导致出口蝶阀反馈失真的原因，主要与蝶阀反馈装置型式和所处环境有关。循环水管道所处位置较低，而液控蝶阀的开关反馈信号通常连同蝶阀摆臂连杆安装在液控蝶阀井内。所处环境阴暗、潮湿，空气湿度大，若使用海水作为冷却介质，由于海水的强腐蚀性，工作条件更为恶劣。若液控蝶阀行程开关可靠性不高，由于潮湿环境、海水腐蚀、开关防水不到位等，极易出现行程开关锈蚀卡涩而无法真实反映蝶阀开关状态的情况。要防范此类异常，应重点从改善蝶阀开、关反馈装置环境、定期检查装置锈蚀情况、合理优化蝶阀逻辑等方面着手，同时应尽量保持反馈开关井内环境的清洁与干燥，防止粘滞物进入粘着反馈开关情况的发生。

常见故障三，蝶阀油站油泵频繁启停或长时间持续运行

蝶阀油站油泵是建立及维持油压的动力设备，一般系统严密且蝶阀无开、关操作时，油站油压在较长时间内能保持正常油压而无需启动油泵。一旦出现油泵频繁启停或需持续运行才能维持正常油压，则说明液压油系统存在持续泄油点。造成此异常最可能的原因就是油系统存在泄压点，泄压分为阀门内漏泄压和外漏泄压。造成内漏的原因：一是油质不合格，油中含有杂质并积聚在油缸腔壁或各液压控制阀密封口上造成阀门关闭或逆止不严；二是液压控制阀阀芯存在磨损或划伤，导致阀门无法关闭严密。当然溢油阀起座压力整定偏低或整定定值跑偏也是造成液压油泵持续运行的原因之一。液压油外漏较易发现确认，造成液压油外漏的主要原因：一是管道破损或接头连接不严漏油；二是液压系统构件密封件材质老化、缺乏维护，导致液压油外漏。其中较为典型的就是手动泄压阀异常漏油，为确保手动泄压阀的严密性，在阀门内部阀杆上安装有O型密封圈，以防止液压油从阀杆漏出。O型圈一旦出现损坏或安装位置不正，将导致油站液压油外泄，进而影响油站系统油压。造成密封圈损坏的可能原因主要有以下几点：①材料老化、变质；②材质质量本身存在问题；③安装过程触碰到尖利物等；④使用时间过长，未定期更换。针对此类问题，提高油质、使用合格材质的密封件、提高安装质量和检修质量至关重要。另外，在电动油泵故障情况下，如遇紧急情况需建立油压操作蝶阀时，可采用手动油泵方式满足油压的需要。

常见故障四，PLC故障

在蝶阀控制系统中，PLC程序无疑处于核心地位。当PLC故障时，应先区分出故障的性质，是全局性故障还是局部性故障，找出故障点的大方向，再逐步细化，找出具体故障点。PLC控制的电气故障有外部输入回路故障、外部输出回路故障和PLC内部故障种类之分，且各厂所使用PLC内部程序也不尽相同，本文不一一细述。

要想有效的预防循环水泵出口液控蝶阀异常的产生，需做好以下几点工作：①蝶阀油站的选购应选择专业性能强、产品质量优异的厂家，防止出现因设计不合理、制造精度不足、可靠性差等原因导致的油站异常事件频发；②做好设备维护保养工作，定期检查并更换各密封件，确保密封元件性能良好；③确保油质合格；④加强检修过程工艺工序监督，把好检修质量关；⑤充分保障逻辑联锁设置的合理性和可行性。

导致液控蝶阀故障的因素较多，需要我们熟悉液控蝶阀的工作原理、运行过程和油站内部构造，才能更好地掌握各故障的分析方法，并针对性地提出预控方案，为设备的运行和系统的安全提供强有力的保障。

参考文献：

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