摘要：循环水泵液控蝶阀是循环水泵的重要组成部件，液控蝶阀的正确动作与否对循环水泵及机组的安全和稳定有着非常重要的意义。本文通过某电厂循环水泵液控蝶阀在运行中出现过的故障及问题进行了分析，并建议了在检修期间通过点检定修完成的工作内容，从而提高了循环水泵液控蝶阀控制系统的可靠性。
关键字：液控蝶阀；可靠性；PLC（可编程控制器）控制
一、循环水系统概述
电厂机组循环水系统采用海水供水系统，主要向凝汽器、开式循环冷却水系统提供冷却水。凝汽器循环水管路设胶球清洗系统。
每台350MW机组配置二台并联运行的循环水泵，出口门采用二阶段关闭液控止回蝶阀，出口门后合用一根3.02m外径的循环水母管，至汽机房前分为两根2.2m外径的循环水管，先进入凝汽器，再经凝汽器后合为3.02m外径的管道经虹吸井排至大海。一期工程两台机组共设四台循环水泵。
二、液控蝶阀的基本构成
循环水泵出口液控蝶阀采用液压油系统及相应控制电路控制阀门开关， 液压系统设计液压油泵、蓄能器及相关控制油路，液压油泵间断运行，提供 10-15MPa 的驱动油压，蓄能器正常充氮压力9MPa，为阀门开关提供蓄能缓冲油压，在油泵失电的情况下，提供阀门关闭需要的能量。控制回路采用 PLC 控制电磁阀控制阀门开关。液压油泵采用交流电源供电， PLC 及控制电磁阀采用直流电源供电,电源动力回路和控制回路采用交直流电源分别供电，保证在交流电源失电的情况下，不影响控制回路正常工作，使阀门开关指令正常执行。
三、液控蝶阀的控制装置
1、概述
液压系统动力源有三种即油泵电机组， 蓄能器存储的液压能，手动油泵 , 其中蓄能器存储的液压能为主动力源 , 油泵电机组负责向蓄能器充液，需要时也可直接驱动阀门开关，手动油泵用于蓄能器无能量、无电情况下，手动开关阀门。
该公司使用“通电开阀，通电关阀”型阀门开启速度由集成块上节流阀调节 ; 阀门关闭分两阶段自动进行 , 先快关约 75 ° 再慢关剩下约 15° 快慢关速度和角度均在油缸后端装置上调节。在无电或需要手动的情况下 , 用人工推动电磁球阀阀芯 , 使油路处于相应状态 , 摇动手动油泵 , 即可实现阀门的开启或关闭。 电气系统采用PLC控制， PLC 选用 MODICON TSX3710 系列。
2、控制说明
2.1 就地（该功能在就地操作和调试时使用）
将控制柜操作面板上的“操作方式”置于“就地”模式，即可操作控制柜上的开、关、停按钮，阀门动作。在该方式下，根据工况要求调整好相应位置行程开关，以及开、关阀的速度，快、慢程度等。
2.2 远方（该功能能在用户控制系统室操作阀门的开启与关闭）
将控制柜操作面板上的“操作方式”置于“远方”模式，接受 DCS 系统发出的“开关”指令，实现水泵阀门联锁。泵阀联锁动作顺序，因水泵的特性不同而有区别。分为“离心泵工况或与之相似的工况及轴流泵工况或与之相似的工况”两种，我厂循环水泵为轴流泵，它的泵阀联锁要求是先开阀，再启泵，停泵同时关阀。
2.3 开阀：阀门先开启一定角度（整定为 15 度，由行程开关 SQ3 设定），阀门电气控制系统发出启动水泵信号，水泵启动。
2.4 关阀：水泵停止时，阀门同时关闭。
3、自动补油回路
3.1 自动补油：油泵电机的启停由压力控制器控制，当系统压力低于设定下限时，压力控制器发讯，油泵电机启动，当系统压力达到设定上限时，压力控制器发迅，油泵电机停止，自动补油保证液压系统的压力始终在一定范围内，为开关阀提供能量保证。液压系统的压力低于设定下限时，压力控制器的下限点接通，直至系统压力达到设定的上限瞬间，其常闭点断开，即：压力控制器的常闭触点在从下限上升至上限过程中其状态是不变，反之，压力从上限降到下限过程中其触点状态不变，降至下限值瞬间，其状态才改变。
4、压力控制器的调整
4.1 将螺丝刀插入“压力设定”一侧的孔口内，按需设的压力上切换值对孔口内的调整螺钉进行旋转调毕后，应力求使调整螺钉的旋向处于顺时针状态。
4.2 将螺丝刀插入“压力差”一侧的孔口内， 按所需的压力差大小对孔口内的小齿轮进行旋转，实际上通过对压力差的调整获得欲控制的压力下切换值。
5、UPS 电源
当控制系统交流电源正常时， UPS 直接为负载供电，同时自动给蓄电池充电，当控制系统交流电停电时，蓄电池为负载供电，交直流零秒切换，实现不间断供电，维持的时间取决于外接蓄电池的容量，期间能保证阀门电器控制的供电和阀门状态的正常显示与输出。
6、保护
电气控制系统设有过热、短路等保护。自动补油控制回路设有补油超时报警，即：补油时油泵电机的连续运行时间超过 20 分钟（时间由 PLC 整定），油泵电机停止运行，同时，控制系统发出报警信号。
7、注意事项
7.1在联锁状态下，油泵控制开关必须置于运行位置；
7.2压力控制器调整好后，不允许随意操作；
7.3阀门投入运行后，行程开关已调整好，不允许随意操作；
7.4 PLC 用户程序不允许随便改动。
8、常见故障及处理办法
8.1 当变压整流（UPS）部分出现故障， PLC 控制回路的主电源指示灯 HL1 灯亮，表明整流部分出现故障。这时应检查单极开关 QF3。
8.2 油泵电机工作 20 分钟以上油压达不到上限值（正常工作时），故障指示灯 HL6 亮，油泵电机不启动。这时应检查液压系统是否内泄，清洗有关液压开关。并检查压力控制器是否损坏。
四、某公司液控蝶阀故障统计
五、建议
1.目前循环水泵液控蝶阀出现最多的问题是电磁阀卡涩造成的系统故障，建议在设备停运期间对液压缸内液压油进行滤油或者更换，防止油质脏有杂物造成开、关电磁阀卡涩无法正常动作。另外，液压油油质脏污也会影响液压油保压效果。造成油泵反复启动，影响设备可靠性。
2. PLC 的备用电池必须在机组检修期间进行更换，防止出现交、直流电源切换过程中 PLC程序丢失，在下装程序时必断开高压油泵电源，防止下装过程中油泵打压造成运行中蝶阀开启从而影响机组真空保护误动的不安全事件。
3.因循泵出口蝶阀检修需动力油泵停电时，禁止断开控制柜总电源，应在控制柜面板上退出动力油泵联锁开关，或将动力油泵电源开关断开，防止总电源失去而 PLC 电池失效造成程序流失的情况。
六、结论
通过机组检修期间对液控蝶阀控制回路的精密检修和点检定修，大大提高了液控蝶阀其控制系统的安全性及可靠性，能够准确无误按照 DCS 及PLC 控制逻辑执行程序，在循环水泵出现故障而相应联锁启动过程中未再出现过蝶阀自开或自关现象。保证了机组的安全、长周期运行。
参考文献
[1]《泵与风机》中国电力出版社.杨诗成,王喜魁.
[2]《自动控制原理》清华大学出版社.王建辉,顾树.
论文作者:李想
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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