一起循环水泵液控蝶阀自开故障处理及原因分析

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　　【摘 要】对某电厂一起循环水泵出口液控蝶阀自开的原因进行了分析，并提出了整改和预防措施。
　　【关键词】发电厂；循环水泵；液控蝶阀；自开；分析。
　　一、故障现象
　　某电厂二期（#3、4机组）为330MW燃煤发电机组，循环冷却水为海水，每台机组有2台循环水泵，共4台循环水泵，两台机组的循环水母管之间设有联络管。
　　该电厂二期4台循环水泵出口阀门为蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀。这种蝶阀是目前国内外较先进的管路控制设备，主要安装于水利、电力、给排水等各类泵站的水泵出口，替代止回閥和关断阀的功能。工作时，阀门与管道提升泵配合，按照水力过渡过程原理，通过预设的启闭程序，有效消除管路水锤，防止压力波动，实现管路的可靠截止，起到保护水泵和管路系统的作用。
　　某日，该电厂#3、4机组运行，3A、3B、4A循环水泵运行，4B循环水泵停运检修中。检修工作完成后，4B循环水泵押票准备试转。运行人员先启动4B循泵出口蝶阀油站打压，发现油站油泵打压时间较长。4B蝶阀离开全关位，#3机、#4机循环水压力急剧下降，运行人员立即就地手动执行关闭蝶阀。事后经检查，此过程中4B循环水泵出口蝶阀最大开度到了50度（全程90度），#3机循环水压力从70KPa降至57KPa，#4机组从55KPa降至36KPa，机组真空值明显下降，幸未到达机组跳闸值。
　　二、蓄能罐式液控蝶阀的工作原理
　　蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀主要由阀门本体、液压执行机构、液压油站、电控箱等四部分组成。阀门本体由阀体、蝶板、阀杆、滑动轴承、密封组件等主要零件组成。液压执行机构主要由油动机（摆动油缸）、连杆、摆臂等连接、传动件组成，是液压动力开、关阀门的主要执行机构。液压油站包括电动油泵、手动泵、蓄能器、电磁阀、溢流阀、流量控制阀、截止阀、液压集成块、油箱等零部件。蓄能器为阀门启闭提供主动力源。手动泵用作系统调试和特殊情况下的阀门启闭。
　　蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀的工作原理如下：
　　1.常规工作
　　1.1阀门开启：启动电机带动油泵运转，液压油经滤网、油泵、单向阀、手动截止阀进入蓄能罐至额定压力后停止。电磁阀通电，蓄能罐内的压力油经高压胶管进入摆动油缸的无杆腔推动活塞使蝶板旋转，回油从油缸的有杆腔排出，经调速阀，电磁换向阀流回油箱，按预先调定的2个控制程序实现快慢开阀（也可实现无级可调匀速开阀）。随之，蓄能罐充压力油至额定压力后油泵停止。
　　1.2阀门关闭：切断电磁阀电源（或反作用型即电磁阀通电），蓄能罐内的压力油进入油缸的有杆腔，推动活塞杆退回，液压油从油缸尾端的快、慢关角度调节杆，快关调速阀，慢关调速阀流回油箱，按预先调定的2个控制程序实现关阀。
　　1.3任意位置停止：蝶阀在开启或关闭过程中，切断油缸的回路，蝶板即可停止在任意位置（不能作流量调节阀用）。
　　2.电动油泵直接供压力油开、关蝶阀：切断蓄能罐内的压力油，关闭手动截止阀，启动电机，油泵的压力油分别进入油缸的无杆腔或有杆腔即可实现匀速开、关蝶阀。
　　3.摇动手动油泵开、关蝶阀：在系统所有动力源处于工作停止的状态下，先切断蓄能罐内的压力油、关掉电动油泵、接通阀门的开、关阀油路，然后摇动手动油泵，也可实现开启或关闭阀门。
　　4.蓄能罐的压力油补充：一般情况下，蓄能罐内的油压为额定值（上限值），当液压系统在长时间的工作状态下，由于有极微量泄漏使油压降至额定值（下限值，但仍高于工作压力值）时，控制系统可自动启动油泵电机工作，进行补压力油。
　　三、故障原因分析
　　1、控制逻辑本身设计的影响
　　该电厂循环水泵出口蝶阀是由湖北洪城通用机械股份有限公司生产的Dx7k41X-6型蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀。
　　油站系统由一台轴向柱塞泵、一台手摇泵、两台蓄能器、2只电磁阀、溢流阀、油动机、储油箱等组成。系统正常油压应为10MPa——15MPa之间，当系统油压低于10MPa时，油泵自启；当系统油压高于15MPa时，油泵自停。正常运行中，蝶阀开关的动力油来自蓄能器。电磁阀Y1为常开式，电磁阀Y2为常闭式。在蝶阀全开状态下，电磁阀Y1不带电、Y2带电，开阀油路打开。在蝶阀全关状态下，电磁阀Y1带电，Y2不带电，关阀油路打开。
　　循环水泵、蝶阀或蝶阀油站检修时，蝶阀全关，油站泄压、停油站动力电源和控制电源，电磁阀Y1、Y2均失电。当检修工作结束，油站恢复运行，动力电源和控制电源送电后，由于设计缺陷，控制电源送电后电磁阀Y1不会自动带电，即Y1保持不带电状态，摆动油缸开阀门方向（无杆腔）会连通压力油，当油站油压建立后，蝶阀就可能会打开。
　　2、油缸活塞环内漏的影响
　　经检查确认，4B循环水泵油站建立油压时间长和频繁打压是摆动油缸活塞环密封圈损坏内漏引起。那么油缸活塞环内漏会产生何种影响呢？
　　如上所述，4B循环水泵检修后，蝶阀油站送电恢复运行，此时电磁阀Y1、Y2均保持失电状态，Y1失电常开，摆动油缸开阀门方向（无杆腔）连通压力油。但此时Y2也失电保持常闭，摆动油缸有杆腔侧油路保持封闭状态，此时，即使油压建立，蝶阀也不会打开。但当摆油缸活塞密封圈不严密时，在压力油的作用下，摆动油缸有杆腔侧的存油会漏至无杆腔侧，活塞会往有杆腔侧移动，蝶阀就会被自动打开。同理，油缸有杆腔侧及连接油管路存在其他的内漏、外漏情况，在情形下也会导致蝶阀自动打开，打开的速度和大小与油缸有杆腔侧存油情况、内外漏大小情况有关。
　　四、整改和预防措施
　　因电控设备不具备控制电源送电后，Y1电磁阀自动带电的改造条件。经分析讨论，提高检修质量，制定并执行严格的操作程序可避免上述蝶阀自开的安全隐患。
　　1、检修提高检修管理标准，提高检修质量，加强巡检，对蝶阀油液压系统尤其是摆动油缸定期进行维护保养，确保摆动油缸和液压系统不内漏、无外漏。
　　2、运行完善“循泵蝶阀及油站停运检修执行安全措施”操作票。
　　（1）停泵停电（蝶阀同时关闭），检查蝶阀关闭到位。
　　（2）就地控制箱油泵开关切至断开位。
　　（3）将就地控制箱上的就地/远方转换开关切至就地位。
　　（4）将蝶阀油站泄压。
　　（5）停蝶阀油站动力电源和控制电源。
　　3、运行完善“循泵蝶阀及油站检修后恢复”操作票。
　　（1）就地控制箱油泵开关切至断开位。
　　（2）送控制电源。
　　（3）将就地控制箱上的就地/远方转换开关切至就地位。
　　（4）按就地关阀按钮。
　　（5）送动力电源，就地控制箱油泵开关切至合闸位。
　　（6）确认油压建立维持正常后，可将就地控制箱上的就地/远方转换开关切至远方控制。
　　（7）若油压无法维持，将就地控制箱上的就地/远方转换开关保持在就地位（若从远方切到就地位，需再次按下就地关阀按钮），并通知检修检查。
　　五、结束语
　　循环水泵是发电厂关键的辅助设备之一，其运行可靠性对机组安全运行至关重要，所以必须要做好循环水泵及其附属设备的运行使用、巡视检查和检修维护工作。运行人员要建立起良好的操作方法，严格按规程和操作票运行设备，加强巡检和监视，发现缺陷及时告知检修处理。检修人员要及时处理循环水泵及附属设备的缺陷，不得带病、带隐患运行；做好定期维护保养和大小修工作，提高检修工艺，严格质量管控；应修必修，修必修好。运行、检修协作起来，正确的运行，到位的监管，良好的维修保养，才能保证循环水泵长期健康正常，保证机组安全稳定运行。
　　（作者单位：深圳妈湾电力有限公司）
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