循环水泵出口液控蝶阀开关异常问题解决

张黎明 王征 王剑影 王俊杰 孙杰 仝太韬 田龙 司江周 王留生

【摘 要】 发电厂循环水泵与出口液压控制止回蝶阀联动控制，液控蝶阀开关异常危及机组安全。通过对液控蝶阀开关阀油压异常原因分析，排除电磁阀内漏可能，确定活塞缸密封圈泄漏是液控蝶阀开关异常的要因之一，通过对开关阀过程间断卡顿的迟缓现象排查分析，认定油质颗粒度超标导致电磁阀卡涩是液控蝶阀开关异常的另一要因。通过油箱内部清理、滤油、活塞缸密封圈更换等措施，成功解决液控蝶阀开关异常问题。指出厂家油站油箱没有滤油接口的设计缺陷值得改进，而定期油箱内部清理、滤油确保油质合格值得各厂高度重视，依据观察油压变化的直观方法，提前预判液控蝶阀开关异常问题，大大提升运行管控能力，值得借鉴。

【关键词】 发电厂;循环水泵;出口;蝶阀;液控蝶阀;开关，油压

引言

发电厂循环水泵出口门种类主要有电动门、液压控制等形式，液压控制形式主要有重锤式液压控制止回蝶阀、不带重锤的全液压控制止回蝶阀。液控蝶阀有逆止门和截止门双重功能，液控蝶阀与循环水泵联动控制，液控蝶阀预开15°后启动循环水泵，停运行时，液控蝶阀联动关闭，分快、慢关两个阶段，防止关闭时水锤压力上升冲击损伤循环水管路，防止循环水泵倒转。

市场调研发现，很多电厂都存在液控蝶阀开关异常问题。经过液控蝶阀开关异常问题分析解决，指出厂家设计缺陷，定期油箱内部清理、滤油确保油质合格的建议值得高度重视，依据观察油压变化的直观方法，提前预判液控蝶阀开关异常问题，大大提升运行管控能力。

1 概况

河南某发电厂装机容量2×210MW，哈尔滨汽轮机厂生产的C160/N210-12.75/535/535/0.325型超高压、一次中间再热、单轴、两缸两排汽，可调整抽汽，供热凝汽式汽轮机。采用闭式循环水系统，每台机组设有2台循环水泵，为立式混流泵，型号60LKXA-23.8，出口门采用液控蝶阀。

液控蝶阀液压系统原理如图1所示，液控蝶阀液控部分活塞缸下腔为有杆腔，对应关阀进油腔室，活塞缸上腔为无杆腔，对应开阀进油腔室。开阀过程电磁阀YV1带电换向，油泵启动，压力油进入油缸无杆腔，活塞杆推动连杆带动蝶板转动，阀门打开，达到全开位置电磁阀YV1失电复位，开阀过程结束。关阀过程电磁阀YV2、YV3動作，蓄能器内的压力油进入油缸有杆腔，活塞带动蝶板转动，阀门关闭，到达全关位置YV2、YV3失电复位，关阀结束。见图3，液控蝶阀开关到位对应阀位有定位顶丝，以缓冲阀门开关过程对活塞缸两端封头的冲击应力。

近两年该厂频发循环水泵出口液控蝶阀开关异常问题，开启或关闭困难，甚至无法完全打开、关闭。液控蝶阀开关异常均会导致循环水压降低，引起供水不足造成机组真空大幅降低甚至导致保护跳机。液控蝶阀开关异常问题频繁时一个月能发生4台次，平均每月至少发生1台次。此问题成为该厂危及机组安全运行的重大危险源。

2 故障现象

2.1频发循环水泵出口液控蝶阀开关异常问题，开启或关闭困难，甚至无法完全打开、关闭。

2.2液控蝶阀开阀或关阀异常过程有时伴随有间断卡顿的迟缓现象。

2.3液控蝶阀油站就地压力表经常出现压力指示异常，关阀状态却有开阀压力，而开阀状态却有关阀压力，甚至高达母管压力。

2.4液控蝶阀液控油站就地压力表对应开、关阀压力随着环境温度高低正比例变化。如夏季，开、关阀压力能高达20MPa，比泵出口母管压力16MPa还高。

3 液控蝶阀开关异常原因分析

3.1现场检修排除机械卡涩、油泵供油异常及热控回路缺陷的可能。检修确认蝶阀液控系统无外漏，供油泵正常，蓄能器充氮压力8.5MPa正常，补压动作过程正常，液控蝶阀开关全行程范围无机械卡涩，多次解体活塞缸确认活塞杆与活塞腔径向间隙配合完好，无明显滑痕、卡涩缺陷;排查并确认液控蝶阀开关位置对应行程开关完好，连锁保护回路正确，接线牢固无松动，动作时间等定值完好，快关、慢关时间等调整正确，液控部分三位四通电磁阀及其电磁回路完好，手动及带电动作正确。

3.2通过对液控蝶阀油站压力指示异常的原因分析，排除油站电磁阀内漏的可能。

三位四通电磁阀是液压控制系统与电器控制系统之间的转换元件，它利用两端电磁铁的吸力来实现阀芯的运动，从而改变油路的通断，进而实现执行元件的换向。见图4所示，阀芯可实现左位、中位、右位三个位置的变换。当阀芯处于中位时，各油口各不相通，电磁阀中位腔室与排油口相通;当阀芯处于左位时油路由P口进A口出，同时B口与T口连通排油口;当阀芯处于右位时油路由P口进B口出，同时A口与T口连通排油口。液控蝶阀开阀、关阀动作过程结束后，三位四通电磁阀均断电复位至中位，使活塞缸对应的开、关阀腔室在电磁阀侧完全隔离，且中位腔室连通排油口，完全杜绝开、关阀压力油之间通过电磁阀相互串流导致油压异常的可能。

分析液控蝶阀液控油站就地压力表随着环境温度高低，会出现随环境温度升高压力增大的成因，进一步排除三位四通电磁阀侧内漏的可能。正是电磁阀侧无内漏，对应活塞缸开、关阀腔室压力油无泄漏点，密闭腔室内存油温升，油体积膨胀而压力增大，甚至高于母管压力。

排除电磁阀内漏的可能，不存在因此引起油压乃至液控蝶阀开关异常的可能。

3.3结合压力指示异常现象，判定唯一途径是活塞缸径向密封圈泄漏所致。

排除电磁阀内漏的情况下，结合压力指示异常，进而可以判定唯一途径是活塞缸径向密封圈泄漏所致。密封圈泄漏，使得活塞缸上下腔室短路，本该排空的腔室因内漏而带压，出现压力指示异常现象。当开、关阀动作时，因密封圈泄漏导致开关阀油压不足，活塞动作不正常最终导致液控蝶阀开关动作异常，甚至开关不到位。

当密封圈泄漏活塞缸上下腔室短路，开关阀油压不足，会导致液控蝶阀开关动作过程中存在间断卡顿的迟缓现象。

4 第一阶段处理及效果

针对压力指示异常的液控蝶阀活塞缸检修，更换泄漏的密封圈，消除压力指示异常的同时，较好解决了液控蝶阀开关异常问题，大幅减少了发生频次。

但是，有的泵组液控蝶阀活塞缸解体检修发现密封圈完好无损，即便更换密封圈也不能解决油压指示异常的问题，也不能解决液控蝶阀开关异常问题。进一步现场排查，发现个别液控蝶阀开阀或关阀压力时有时无，且油压随环境温度正比例变化。

5 第二阶段原因分析及处理效果

针对个别液控蝶阀开阀或关阀压力时有时无现象现场排查，最终发现是液控蝶阀对应关阀或开阀阀位定位顶丝微量超高带来活塞杆行程不到位所致。由于活塞杆行程因为顶丝顶着而不能彻底到位，对应本该排空的开阀或关阀腔室内依然有少量存油，该部分存油会因为环境温度升高体积膨胀而出现油压指示，环境温度下降体积收缩，油压再消失到0MPa。

通过对应定位顶丝调整，成功消除开阀或关阀油压时有时无的异常问题。至此，一旦再次出现开关阀油压异常，可以非常明确判定存在活塞缸密封圈泄漏。一旦判定密封圈泄漏要及时更换消除，避免液控蝶阀开关异常问题。

但是即便没有开阀或关阀油压异常情况，依然还是存在液控蝶閥开关异常问题。结合液控蝶阀开关动作过程中存在间断卡顿的迟缓现象，观察对应油压表压力指示摆动，判定存在供油不连续、油压不足。排除油泵本身、热控及电磁回路问题，只能是电磁阀阀位切换过程存在卡涩所致。

该厂4台液控蝶阀油站油箱内部长期没有彻底放油清理过，由于厂家设计制造的油站油箱没有滤油接口，该厂投产至今从未滤油，仅仅是偶尔进行换油的工作。分析电磁阀卡涩原因，只能是油质杂质超标所致，经过油质化验，颗粒度指标达10级，严重超标。分析个别活塞缸密封圈未见明显损伤而存在密封圈泄漏带来的油压异常问题，只能是油中颗粒杂质导致密封圈与活塞缸壁贴合不严密所致。虽然油质颗粒度超标引起活塞杆行程卡涩的可能性很小，但是也不能完全排除，所以油质颗粒度超标是问题根源。

最终经过对液控蝶阀油站油箱逐台放油清理，滤油至颗粒度指标合格，消除电磁阀卡涩的问题，液控蝶阀开关动作过程中存在间断卡顿的迟缓现象成功解决，至此，液控蝶阀开关异常问题成功解决，截止2021.01.31日，历时3个月没有再发生液控蝶阀开关异常问题。

6 结语

6.1发电厂循环水泵与出口液压控制止回蝶阀联动控制，液控蝶阀开关异常危及机组安全。通过对液控蝶阀开关阀油压异常原因分析，排除电磁阀内漏可能，确定活塞缸密封圈泄漏是液控蝶阀开关异常的要因之一，通过对开关阀过程间断卡顿的迟缓现象排查分析，认定油质颗粒度超标导致电磁阀卡涩是液控蝶阀开关异常的另一要因。通过油箱内部清理、滤油、活塞缸密封圈更换等措施，成功解决液控蝶阀开关异常问题。

6.2指出厂家油站油箱没有滤油接口的设计缺陷值得改进，而定期油箱内部清理、滤油确保油质合格值得各厂高度重视，依据观察油压变化的直观方法，提前预判液控蝶阀开关异常问题，大大提升运行管控能力，值得借鉴。

6.3通过对应液控蝶阀开关阀位定位顶丝调整，成功消除开阀或关阀油压时有时无异常问题的分析思路值得参考。

（作者单位：国电投南阳热电有限责任公司）