摘 要:自動(dòng)保壓重錘式液控蝶閥既具有水泵出口電動(dòng)閘閥的作用,又有止回閥的功能,即有一閥替代兩閥的優(yōu)點(diǎn),可減少占地面積和降低投資成本,近年來(lái)廣泛應(yīng)用于大型火力發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)?,F(xiàn)根據(jù)液控蝶閥結(jié)構(gòu)及工作原理,針對(duì)性地列舉了蝶閥的常見(jiàn)故障,分析了產(chǎn)生故障的原因,并提出了相應(yīng)的處理措施。
關(guān)鍵詞:液控蝶閥;故障處理
1 自動(dòng)保壓式液控蝶閥概述
1.1 機(jī)械系統(tǒng)
蝶閥的機(jī)械系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥體、蝶板、閥軸、軸封部件和閥軸定位部件等組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在閥軸上的連接頭、重錘、內(nèi)外墻板和夾在兩墻板中間用于驅(qū)動(dòng)閥軸回轉(zhuǎn)的液壓油缸組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)閥軸帶動(dòng)蝶板在90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),由蝶板上實(shí)芯橡膠密封圈或金屬密封圈與閥體上的不銹鋼密封座接觸形成密封。液壓油缸在蝶閥開(kāi)啟過(guò)程中作工作油缸,在蝶閥關(guān)閉過(guò)程中作液力制動(dòng)器,用以控制快、慢關(guān)的時(shí)間和角度。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的所有動(dòng)作均由蝶閥電控箱和液壓控制箱控制,并通過(guò)軸封部件與閥軸形成密封,確保管道中的介質(zhì)不外漏。閥軸的位置通過(guò)閥軸定位部件調(diào)定,保證閥軸及蝶板位置固定,軸向不竄動(dòng)。
1.2 液壓系統(tǒng)
蝶閥的液壓控制系統(tǒng)主要包括油泵、油泵電機(jī)、溢流閥、調(diào)速閥、手動(dòng)閥、電磁閥等,各閥之間的控制與配合動(dòng)作。
1.3 工作原理
蝶閥工作的主要部件為液壓缸,采用可編程控制器、信號(hào)燈、按鈕、繼電器等元器件組成控制回路,可實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的各種功能,其工作過(guò)程按預(yù)定的程序?qū)崿F(xiàn),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變靠轉(zhuǎn)換信號(hào)、指令信號(hào)和行程開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)PLC邏輯運(yùn)算,再轉(zhuǎn)化為控制電磁閥和電機(jī)的動(dòng)作信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的PLC控制。全關(guān)行程開(kāi)關(guān)與全開(kāi)行程開(kāi)關(guān),通過(guò)PLC程序控制油泵電機(jī)和電磁閥實(shí)現(xiàn)液控蝶閥開(kāi)(關(guān))閥功能,構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)系統(tǒng),其中全開(kāi)(關(guān))行程開(kāi)關(guān)作為判斷閥門(mén)是否開(kāi)(關(guān))到位的反饋元件,15°行程開(kāi)關(guān)和75°行程開(kāi)關(guān)通過(guò)PLC程序控制循環(huán)水泵的聯(lián)鎖啟停功能。
(1)開(kāi)閥
開(kāi)閥運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)得電后轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí),電能轉(zhuǎn)換成液壓能,液壓油經(jīng)濾網(wǎng)、油泵、調(diào)速閥、高壓膠管、單向閥進(jìn)入液壓油缸,推動(dòng)油缸活塞移動(dòng),油缸活塞帶動(dòng)與之相連接的連接頭使重錘升起,同時(shí)帶動(dòng)閥軸克服重力矩轉(zhuǎn)動(dòng)使蝶板打開(kāi)。液控蝶閥全開(kāi)后,油泵電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)向蓄能裝置充油,直到蓄能裝置(系統(tǒng))中液壓油壓力達(dá)到保壓壓力上限值時(shí),油泵電機(jī)的程序開(kāi)關(guān)動(dòng)作,使油泵電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)正常關(guān)閥
關(guān)閥分為快關(guān)和慢關(guān)兩個(gè)階段。工作重錘可沿?fù)u桿軸方向來(lái)回調(diào)節(jié)位置,從而調(diào)節(jié)重錘矩的大小。重錘的作用是當(dāng)介質(zhì)剛開(kāi)始倒流時(shí),利用重錘力矩帶動(dòng)蝶板關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)按預(yù)先調(diào)定的快、慢關(guān)閥程序。當(dāng)液控蝶閥接到關(guān)閥信號(hào)后,電磁閥動(dòng)作使油缸泄油,閥瓣在重錘的作用下,立刻向關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng),在內(nèi)部緩沖缸的作用下,實(shí)現(xiàn)第二階段的緩閉,從而減小水錘壓力,防止大量水流倒泄,減少或制止供水機(jī)組的倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
(3)事故關(guān)閥
當(dāng)電網(wǎng)突然失電或發(fā)生突然事故,需要緊急關(guān)閥時(shí),電磁閥動(dòng)作使油缸泄油,利用重錘力矩和水擊力矩帶動(dòng)蝶板關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)按預(yù)先調(diào)定的快、慢關(guān)閥程序。關(guān)閥程序與正常關(guān)閥時(shí)預(yù)先設(shè)定的關(guān)閥程序相同。
2 調(diào)試技術(shù)要點(diǎn)
2.1 系統(tǒng)檢查
系統(tǒng)調(diào)試前,應(yīng)對(duì)系統(tǒng)做檢查準(zhǔn)備工作。(1)按照設(shè)備技術(shù)資料,檢查設(shè)備機(jī)、電、液之間的電氣接線、油管連接是否正確,檢查電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。(2)檢查油箱油位是否正常。(3)根據(jù)液壓原理圖,核對(duì)各控制閥位置狀態(tài)是否正確,如串聯(lián)手動(dòng)閥應(yīng)全開(kāi),并聯(lián)手動(dòng)閥應(yīng)關(guān)緊。根據(jù)電氣原理圖,核對(duì)各開(kāi)關(guān)是否處于正確位置。
2.2 靜態(tài)調(diào)試
靜態(tài)調(diào)試的主要調(diào)整項(xiàng)目。(1)開(kāi)閥時(shí)間。(2)關(guān)閥時(shí)間。(3)快慢關(guān)閥角度。(4)溢流閥整定。(5)行程開(kāi)關(guān)校正。(6)PLC程序設(shè)定。時(shí)間和角度的調(diào)整,主要依據(jù)以消除水錘效果為最優(yōu)進(jìn)行調(diào)整,一般設(shè)定慢關(guān)時(shí)間為快關(guān)時(shí)間的4~5倍,快關(guān)角度為慢關(guān)角度的3~4倍。具體調(diào)整方法可參考廠家說(shuō)明書(shū)。待以上項(xiàng)目調(diào)整完畢后,將循環(huán)水泵電機(jī)送到試驗(yàn)位,靜態(tài)驗(yàn)證蝶閥開(kāi)關(guān)和循環(huán)水泵聯(lián)鎖啟停邏輯,以及各開(kāi)關(guān)行程信號(hào)是否正確,同時(shí)模擬事故(失電)時(shí)蝶閥和水泵動(dòng)作情況。蝶閥的行程開(kāi)關(guān)校正完畢后應(yīng)鎖緊,并定期抹油,防止卡澀現(xiàn)象和海水的腐蝕。
2.3 動(dòng)態(tài)調(diào)試
帶負(fù)荷試運(yùn)行前,系統(tǒng)管道內(nèi)應(yīng)先注水,排出管道內(nèi)的大部分空氣。多次啟停水泵機(jī)組,注意觀察泵閥聯(lián)動(dòng)情況。在開(kāi)閥過(guò)程中,閥前、閥后壓力變化比較平穩(wěn),全開(kāi)后,壓力值基本接近。在蝶閥關(guān)閉過(guò)程中,閥后的壓力升值不高,并在允許的范圍內(nèi),水泵不反轉(zhuǎn)。水泵機(jī)組運(yùn)行時(shí),應(yīng)對(duì)蝶閥全開(kāi)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控,該燈應(yīng)一直亮起,保證蝶閥在全開(kāi)狀態(tài)下運(yùn)行。
3 常見(jiàn)故障分析與處理
3.1 油壓異常
液壓系統(tǒng)的油壓異常,容易造成電機(jī)過(guò)載、電機(jī)頻繁啟動(dòng)補(bǔ)油或燒毀電機(jī),主要表現(xiàn)為油壓不能升高或突然升高或不穩(wěn)定,其主要原因有:(1)系統(tǒng)漏油。(2)溢流閥故障。
(3)油中含空氣。(4)閥門(mén)未關(guān)。
3.2 蝶閥拒動(dòng)
試運(yùn)行期間,在循環(huán)水泵順停的過(guò)程中,多次發(fā)現(xiàn)蝶閥拒動(dòng),當(dāng)順停指令發(fā)出后,蝶閥首先應(yīng)快關(guān),關(guān)閉至75°后,由行程開(kāi)關(guān)信號(hào)聯(lián)鎖停泵,但就地檢查發(fā)現(xiàn),蝶閥實(shí)際未動(dòng)作?!斑h(yuǎn)方”單獨(dú)操作時(shí),無(wú)法關(guān)閉出口蝶閥?!熬偷亍辈僮鲿r(shí),手動(dòng)卸荷,蝶閥還是不能關(guān)閉,僅微動(dòng)一下,有卡澀現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn),蝶閥的主密封存在漏水現(xiàn)象。最終為了停運(yùn)循環(huán)水泵,借助外力才將蝶閥關(guān)閉。首先檢查了系統(tǒng)油壓和各閥的控制狀態(tài),無(wú)異常發(fā)現(xiàn),但故障仍然存在,初步判斷為蝶閥機(jī)械卡澀導(dǎo)致無(wú)法關(guān)閉。經(jīng)就地檢查并分析,發(fā)現(xiàn)管道的地基下沉嚴(yán)重,且調(diào)試階段的頻繁啟停,對(duì)閥門(mén)及管道的振動(dòng)較大,以至使液壓缸的位置發(fā)生偏移。經(jīng)檢修,活塞桿和缸體上的銅套已被擠變形,造成液壓缸兩端鉸孔中心線與活塞桿中心線不垂直,即重力矩與閥軸不垂直。由于重力矩減小,若系統(tǒng)稍有附加阻力(如閥門(mén)密封面存在水垢、油壓下降等),就容易出現(xiàn)活塞桿在油缸中卡澀,蝶閥拒動(dòng)。同時(shí),活塞桿和密封圈在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生磨損,造成蝶閥的主密封泄漏。經(jīng)增加管道支架,減少了管道的振動(dòng),并更換液壓缸及銅套,重新安裝調(diào)試后,蝶閥動(dòng)作恢復(fù)正常。
3.3 蝶閥的誤動(dòng)作
為了保證蝶閥運(yùn)行的可靠性,避免因電源誤斷電引起蝶閥關(guān)閉聯(lián)動(dòng)跳泵,經(jīng)與廠家協(xié)商,將電磁閥改為反作用型,即指在蝶閥開(kāi)啟時(shí),電磁閥不帶電,當(dāng)電磁閥得電時(shí),蝶閥關(guān)閉。同時(shí),在運(yùn)行過(guò)程中,確保雙路電源對(duì)液控蝶閥的供電,保證蝶閥的穩(wěn)定運(yùn)行。
4 結(jié)束語(yǔ)
液控緩閉蝶閥作為循環(huán)水泵出口的控制設(shè)備,以其流阻系數(shù)小,閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活、可靠,可防止事故斷電后引起的水倒流、水錘沖擊和高速逆轉(zhuǎn),保證水泵和管路的安全運(yùn)行,是壓力供水管路安全防護(hù)必不可少的設(shè)備。液控蝶閥的故障因素雖然復(fù)雜,但在調(diào)試前熟悉液控蝶閥的工作原理和運(yùn)行過(guò)程,掌握常用分析方法,善于總結(jié)機(jī)、電、液系統(tǒng)的故障類型特點(diǎn),就較易分析出液控蝶閥的故障原因,提出相應(yīng)的處理對(duì)策。
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作者簡(jiǎn)介:
許成伍(1984),籍貫:甘肅省蘭州市,民族:漢,職稱:工程師,學(xué)歷:大學(xué)本科,研究方向:熱能與動(dòng)力工程。