自動保壓式液控蝶閥常見控制故障分析

張來發(fā)，張建方

（太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 太倉 215433）

1 概述

某電廠4×300 MW機組循環(huán)水泵采用的是由長沙水泵廠生產(chǎn)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(shè)備中，液控蝶閥的故障較為常見。

循環(huán)水泵出口蝶閥是翻板式蝶閥，垂直90°為全關(guān)狀態(tài)，水平0°為全開狀態(tài)。關(guān)閉時，依靠一個重錘的自重來驅(qū)動；打開時，依靠高壓油頂起重錘下的油動機內(nèi)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(dāng)DCS(分散控制系統(tǒng))發(fā)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(dāng)閥門開啟到15°時，行程開關(guān)SQ3動作，此時，聯(lián)鎖循環(huán)水泵啟動，同時鎖定電磁閥動作，油泵停止，蝶閥保持在當(dāng)前位置3 s。當(dāng)DL1接點閉合時，PLC接收到循泵已運行的信號，蝶閥繼續(xù)開啟至全開位置。隨后蓄能器充油至額定值撞動行程開關(guān)SQ6，使油泵電機停止。

2.2 關(guān)閥

當(dāng)DCS發(fā)出關(guān)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(guān)閉。當(dāng)閥門關(guān)至75°時，行程開關(guān)SQ4動作，聯(lián)停循泵。當(dāng)DL2水泵停止信號接通時，蝶閥繼續(xù)關(guān)至全關(guān)。

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(guān)超—關(guān)指令發(fā)出120 s后全關(guān)信號未到；

(3) 開不動—DCS發(fā)出開指令10 s后關(guān)反饋未消失；

(4) 關(guān)不動—DCS發(fā)出關(guān)指令3 s后開反饋未消失；

(5) 閥門狀態(tài)異常時，開閥狀態(tài)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(guān)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(huán)境中容易生銹卡澀。遇到這種情況首先應(yīng)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(yīng)檢查油動機活動部件是否有卡澀現(xiàn)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(fā)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(yīng)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(nèi)接線出現(xiàn)脫落或者接觸不良引起的。柜內(nèi)接線不規(guī)范就容易造成此類故障。

3.3 蝶閥開超

(1) 全開行程開關(guān)調(diào)整不當(dāng)或者是行程開關(guān)觸點故障。遇到這種情況應(yīng)調(diào)整或更換行程開關(guān)。循環(huán)水泵設(shè)計有運行60 s后蝶閥全開信號未到聯(lián)鎖跳閘保護，此時應(yīng)特別注意行程開關(guān)的質(zhì)量以及拐臂角度。

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

3.4 蝶閥狀態(tài)異常

在蝶閥全開狀態(tài)下，如果全開行程開關(guān)觸點閉合(行程開關(guān)接常閉觸點)，PLC會發(fā)出狀態(tài)異常報警。這種情況大多是由全開行程開關(guān)故障引起的。蝶閥大多都安裝在地坑中，環(huán)境潮濕，導(dǎo)致行程開關(guān)觸點很容易發(fā)生短路故障。檢修維護時要保證行程開關(guān)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(yuǎn)傳至DCS上顯示，并做高報警，這樣才能在第一時間發(fā)現(xiàn)異常，及早采取措施。

3.5 蝶閥關(guān)過程中又開啟

這個故障與液控蝶閥的控制邏輯有關(guān)，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(guān)指令邏輯

當(dāng)?shù)y沒有關(guān)到75°時，循泵還在運行狀態(tài)，此時如果液控蝶閥故障信號發(fā)生“0-1-0”的變化，蝶閥開指令條件滿足，又會觸發(fā)開閥指令。這種情況一般在關(guān)閥指令啟動后不久發(fā)生，故障信號一般是PLC瞬間發(fā)出“關(guān)不動”報警，蝶閥再向下關(guān)時報警信號消失?！暗y故障”信號是一個綜合信號，它的發(fā)出并不表示蝶閥已經(jīng)無法操作，因此不適宜用作開關(guān)指令判斷?？赏ㄟ^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(fā)現(xiàn)蝶閥控制回路異常，可以把“油站運行”信號遠(yuǎn)傳至DCS， 做“油站運行超時”報警。

1 高樹偉，付建軍，郝?；?，范衛(wèi)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(nèi)蒙古電力技術(shù)，2004(4).