淺談高揚(yáng)程泵站出水液控蝶閥聯(lián)動(dòng)控制策略

趙惠莉

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅景泰730400）

1 高揚(yáng)程泵站出水液控蝶閥工作原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高揚(yáng)程泵站出水液控蝶閥與多功能出水閥在控制原理以及控制程序有很大不同，并且由于2 種控制方式的原理不同，因而在使用效果方面也存有明顯差異。如液控蝶閥便于進(jìn)行倒機(jī)操作，并且在水泵運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的水錘，停機(jī)時(shí)水泵也不易出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，管道振動(dòng)幅度較小。但是該種控制閥的回路比較復(fù)雜，也很難實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)液控蝶閥的聯(lián)動(dòng)控制，就必須運(yùn)用到電氣控制以及液壓控制這2 種技術(shù)。而多功能閥雖然易實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，并且控制回路相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)電氣設(shè)備、液壓等的依賴性較低。但是該種類型的控制閥適用范圍相對(duì)狹窄，當(dāng)水體含沙量較大時(shí)這種控制閥就不適用，并且在進(jìn)行倒機(jī)操作時(shí)會(huì)非常煩瑣，在用于揚(yáng)程高、流量大的機(jī)組停機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的管道振動(dòng)以及水泵倒轉(zhuǎn)問(wèn)題[1]。因此，從總體上來(lái)講，在高揚(yáng)程泵站中液控蝶閥更加適用，液控蝶閥較為靈活，功能良好，也能有效抵御泥沙沖擊，開(kāi)機(jī)倒機(jī)操作都較為安全有效。

2 高揚(yáng)程泵站出水液控蝶閥聯(lián)動(dòng)控制方案

2.1 開(kāi)機(jī)前聯(lián)動(dòng)控制方案

為保證機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定，在正式啟動(dòng)機(jī)組之前要先對(duì)閥門(mén)的位置進(jìn)行檢查分析，要確保閥門(mén)處在全關(guān)的位置，避免將機(jī)組開(kāi)機(jī)與提閥2 項(xiàng)動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。這是因?yàn)檫\(yùn)行人員在進(jìn)行提閥時(shí)，主要是利用管道壓力使水泵與電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而將泥沙沖刷出去。如果在提閥時(shí)開(kāi)機(jī)，容易導(dǎo)致水泵以及正處于倒轉(zhuǎn)狀態(tài)的電機(jī)出現(xiàn)扭軸，使機(jī)器設(shè)備受到損壞，同時(shí)也有可能引起安全事故。鑒于此，在對(duì)機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)操作之前應(yīng)先做相應(yīng)的防護(hù)工作，如對(duì)閉鎖閥門(mén)的位置進(jìn)行檢查，若閉鎖閥門(mén)未處于全關(guān)狀態(tài)，因先對(duì)其調(diào)整，避免泵站設(shè)備在開(kāi)機(jī)時(shí)受損[2]。

2.2 停機(jī)時(shí)聯(lián)動(dòng)控制方案

在關(guān)閉機(jī)組時(shí)，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)順序正確關(guān)閉。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)可知，在關(guān)閉機(jī)組時(shí)大多數(shù)運(yùn)行人員會(huì)選擇先關(guān)停主機(jī)組，此時(shí)由于閥門(mén)還處于張開(kāi)的狀態(tài)，因而在關(guān)閉主機(jī)組的同時(shí)會(huì)引起電機(jī)以及水泵等高速倒轉(zhuǎn)，使安全風(fēng)險(xiǎn)增高，讓設(shè)備出現(xiàn)扭軸的概率增高。鑒于此，在進(jìn)行關(guān)機(jī)操作時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)備的關(guān)閉順序做適當(dāng)調(diào)整，如先將液控蝶閥關(guān)閉，依靠閥門(mén)關(guān)到75°時(shí)依靠75°的行程開(kāi)關(guān)使高壓斷路器斷開(kāi)。為實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)停機(jī)，應(yīng)對(duì)高壓斷路器的分閘進(jìn)行調(diào)整，將其調(diào)整為2 部分。具體的調(diào)整方案：一是串聯(lián)關(guān)閥命令繼電器與蝶閥75°開(kāi)關(guān)，然后將其在高壓斷路器跳閘回路上進(jìn)行并接；二是將高壓斷路器分閘轉(zhuǎn)換，將其并聯(lián)接在液控蝶閥控制箱的停閥按鈕之上。調(diào)整后在關(guān)機(jī)時(shí)水泵電機(jī)不易出現(xiàn)高速倒轉(zhuǎn)的情況，同時(shí)在開(kāi)機(jī)時(shí)75°行程誤動(dòng)作出現(xiàn)的概率也會(huì)大大降低，主設(shè)備將得到有效保護(hù)[3]。此外，在關(guān)閉機(jī)組時(shí)要做到規(guī)范關(guān)閉，不能出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，以防主設(shè)備受損。

2.3 機(jī)組故障時(shí)聯(lián)動(dòng)控制方案

在水泵站運(yùn)行過(guò)程中，主設(shè)備容易出現(xiàn)故障，也常會(huì)出現(xiàn)跳閘情況。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，主設(shè)備故障多與供電質(zhì)量以及設(shè)備的性能質(zhì)量有關(guān)。在水泵站運(yùn)行過(guò)程中若主設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)先對(duì)故障發(fā)生原因進(jìn)行分析，若判定故障是由上述原因引起，就可不必先將閥門(mén)關(guān)閉，而是應(yīng)在第一時(shí)間將故障設(shè)備切除電網(wǎng)，這樣才能將故障影響以及損失降到最小。另外，在水泵站運(yùn)行過(guò)程中若出現(xiàn)主設(shè)備跳閘問(wèn)題，需借助高壓斷路器將關(guān)閥回路與輔助常閉點(diǎn)關(guān)閉，使主設(shè)備跳閘后出水閥也能被及時(shí)關(guān)閉，以此避免事故影響進(jìn)一步擴(kuò)大[4]。

2.4 手車式高壓斷路器試驗(yàn)位置對(duì)出水液控制閥的控制

在將液控蝶閥應(yīng)用于高揚(yáng)程泵站出水作業(yè)時(shí)，有時(shí)會(huì)因檢修需要或者調(diào)試與運(yùn)維需要在高壓柜的試驗(yàn)位置進(jìn)行分合斷路器。在進(jìn)行這一操作時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是分合斷路器不應(yīng)讓出液控蝶閥動(dòng)作，應(yīng)先考慮增設(shè)1 個(gè)繼電器在開(kāi)機(jī)回路加裝試驗(yàn)的位置，利用繼電器進(jìn)行檢驗(yàn)判斷，并確定下一步動(dòng)作。若通過(guò)檢驗(yàn)分析判斷出斷路器處在試驗(yàn)位置，在進(jìn)行合閘操作時(shí)就無(wú)須開(kāi)啟閥門(mén)，在分閘時(shí)直接作用于跳閘。采用這樣的控制方案，可有效避免水泵機(jī)組因強(qiáng)力沖擊或其他因素而出現(xiàn)分解、飛散等問(wèn)題，確保整個(gè)出水過(guò)程的安全與穩(wěn)定[5]。

3 高揚(yáng)程泵站出水液控蝶閥聯(lián)動(dòng)控制優(yōu)化措施

3.1 增加液壓油壓力變送器

某些高揚(yáng)程泵站只安裝了1 個(gè)壓力表，當(dāng)液控蝶閥開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常時(shí)，工作人員只能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)查看詳細(xì)情況，這樣的工作模式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易導(dǎo)致事故影響擴(kuò)大。鑒于此，可考慮在液控蝶閥液壓模塊的出口再增設(shè)1 個(gè)壓力變送器，同時(shí)在DCS歷史站中添入壓力信號(hào)。調(diào)整后工作人員能通過(guò)集散控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看控制閥的關(guān)合情況，并依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析出故障原因，結(jié)合具體情況做出有效運(yùn)維，使液控蝶閥正常發(fā)揮作用。

3.2 優(yōu)化液控蝶閥聯(lián)動(dòng)控制邏輯

在液控蝶閥進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)中停的情況，從而引起一些不必要的損失或麻煩。為減少或避免中停情況的發(fā)生，可考慮在液控蝶閥中停信號(hào)脈沖前增設(shè)RS 觸發(fā)器，利用該裝置來(lái)有效控制蝶閥，避免蝶閥出現(xiàn)中停情況。另外，對(duì)相應(yīng)的邏輯條件進(jìn)行優(yōu)化，使蝶閥重錘出現(xiàn)輕微內(nèi)泄或外泄時(shí)，閥門(mén)落到5°時(shí)，利用5°行程開(kāi)關(guān)再次開(kāi)啟液壓站電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)保壓。

改裝液控蝶閥。增設(shè)相應(yīng)直徑尺寸的凸輪盤(pán)在液控蝶閥閥板的連接軸上，并將撞塊安裝在凸輪盤(pán)上，使閥門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸輪盤(pán)在其帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以起到保護(hù)主設(shè)備以及減少故障的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

液控蝶閥操作方便、靈活性高，可根據(jù)泵站工程揚(yáng)程的高低來(lái)調(diào)節(jié)快慢時(shí)間，從而減少停機(jī)時(shí)閥門(mén)后產(chǎn)生的水錘，使閥門(mén)以及管道不會(huì)受到嚴(yán)重沖擊。但受技術(shù)等條件限制，液控蝶閥不易實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。本文結(jié)合相關(guān)研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了幾種液控蝶閥聯(lián)動(dòng)控制方法，希望能對(duì)相關(guān)工作有所幫助。