循环水泵出口蝶阀液压装置故障及防范
王小江
(福建晋江天然气发电有限公司，福建泉州362251)
摘要：本文通过对循环水泵出口液控蝶阀的关闭故障、逻辑控制进行分析，提出解决启闭故障的防范措施，同时采取 一系列可靠性提升措施及进行液压装置优化及改造的可行性研究，对防范蝶阀故障具有一定的借鉴意义。
关键词：液控蝶阀；控制逻辑；优化；改造中图分类号：TM621
文献标识码：A
文章编号：1671-0711 (2017) 07 (上）-0054-03
某燃气电厂循环水泵出口蝶阀使用重锤式液控缓 闭止回蝶阀，能按照预先的程序实现水泵和阀门联动， 远程控制阀门的开启和关闭，同时实现缓闭功能，有 效防止水锤危害，保护水泵和开式水管网系统的安全。
蝶阀配套使用液压装置作为阀门驱动的动力来源， 能使蝶阀按预置程序实现开启和关闭功能，特别是对 电源失去或事故停泵时，能按照设定角度和时间分快 关和慢关两个阶段关闭蝶阀，对水锤的产生有明显的 抑制和消除作用，并能有效地防止水泵倒转。液压装 置采用重锤的势能作为关阀动力源，当蝶阀全开后， 液压油路中的压力油保持压力在特定范围，能使蝶阀 长时间保持在全开位置而不出现掉锤。
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液控装置系统工作原理
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当液控装置接受到阀门关闭指令时，电磁阀得电， 液压油压力泄压回流至油箱，重锤的重力势能作用下，
蝶阀关闭至全关位置。
1.3手动操作开关阀门
在自动功能失效情况需要应急操作时，可摇动手 动油泵，对油路手动充压开启蝶阀。在就地控制柜上 手动按下电磁阀应急按钮，实现关闭蝶阀功能。
蝶阀控制逻辑分析
2.1蝶阀开启逻辑分析
在泵阀联启前，控制方式置自动，而后在DCS 控制画面点击循环水泵“开启”按钮，循环水泵房
液控装置系统工作原理图见图1。
1.1蝶阀开启过程
当液控装置接受到阀门开启指 令时，油泵电机启动，油泵排出压 力油，经过单向阀、节流阀及高压 油管进入液压缸，重锤随着液压缸 的动作而缓慢升起，蝶阀随之开启。当蝶阀开启至全开位置时，油泵电 机停止运转。阀门开启过程中和全
开状态时，泄压电磁阀1YV始终处 于失电，液压系统进入保压状态。液压系统长时间工作时，由于油路 中阀门会存在正常的内漏导致油压 下降，当油压下降至压力开关下限 值9MPa时，油泵电机启动对油路 进行充压，当油压上升至压力开关 上限值16MPa时，油泵电机停止运 行，这样保证系统油压处于设定范 围以保证阀门处于全开状态。
1.2蝶阀关闭过程
图1
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中国设备工程2017.07 (上）
液控装置系统工作原理
Cpiant设备Engineering 工程
hina中国
液控蝶阀的油动机立即运行，开始建立油压，油压约 为4MPa至6MPa，液控蝶阀进入慢开。当蝶阀开至 20%-35%触动15度限位开关，当开15度限位开关信 号与阀位模拟量反馈(20%-35%)在DCS逻辑形成“与” 关系触发“15度信号”，1秒后液控蝶阀进入停阀模式； 而后15度信号与循环水泵开指令在DCS逻辑形成“与” 关系触发“合闸指令”，循环水泵合闸；循泵合闸后， 逻辑自动又再次对液控蝶阀发出“开指令”，油动机 开始升压，液控蝶阀进入快开模式，直至全开状态。 油动机升压至16MPa后，触动液控蝶阀控制柜PLC高 限，PLC发出停油动机指令，油动机停止运行，此时 油压应保持在9 ~ 16MPa左右。
2.1蝶阀关闭逻辑分析
值的阀位区间。为防止关阀过程中出现中停情况，在 液控蝶阀中停信号脉冲前加RS触发器，由15度信号 置1;自动关置0。同时将全关、全开、15度行程开关 换成感应式接近开关。
3.4 DCS控制逻辑优化
(1) 将液控蝶阀PLC中故障报警条件中的全关、 开15度、全开限位开关信号，与DCS蝶阀模拟量开度 的对应定值做逻辑与，可降低由于限位开关信号异常导 致蝶阀关闭事件。
(2) 循泵顺控启动，在出口液控蝶阀开启至15度， 循泵启动正常后，在循泵跳闸后，液控蝶阀仍继续开启 至全开位置后，再关闭。循泵跳闸后，可能因为液控蝶 阀关闭时间过长造成循环水母管失压。逻辑修改为循泵 跳闸后，液控蝶阀马上关闭。
(3) 液控蝶阀自动关信号由循泵分闸信号加3S脉 冲及循泵停止中间点信号“或”的关系组成。当循泵非 正常停运（比如按下急停按钮）时，仅靠循泵分闸信号 触发3S脉冲发自动关信号，导致蝶阀关过程中，若触 发中停指令后，自动关信号消失，阀门不能完全自动关 闭。循泵正常停运时，液控蝶阀自动关信号由两者轮流 触发，信号保持时间较长，足够关闭蝶阀。逻辑优化： 循泵分闸信号由3S脉冲改为8S脉冲；循泵停止指令中 间点信号“或”的关系组成液控蝶阀自动关信号。
在泵阀联控停止前，控制方式置自动，而后在DCS 控制画面点击循环水泵“停止”按钮，液控蝶阀电磁阀
得电开始卸油，在重锤的势能作用下，蝶阀开始关闭， 进入快关模式。当液控蝶阀关至20% ~ 35%，触发“分 闸指令”，循环水泵停止运行，液控蝶阀慢关至全关状态。
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液控装置可靠性提升措施
3.1加强液控装置就地设备的定期工作
加强就地设备的定期检查工作，可以有效降低设
3.5 DCS画面增加阀门开启时间备故障率，定期工作检查内容。
在DCS画面显示液控蝶阀开启时间，且进入历史 (1) 全关、15度、全开限位开关固定牢固、动作
趋势。时间1：液控蝶阀开指令至15度开关动作时间； 灵活、接点动作灵敏。限位开关出线处用耐候胶密封，
时间2：液控蝶阀开指令至全开时间减去中停时间。两 以防进水。
个时间结合油压信号可判断蝶阀是否卡涩。(2) 压力开关、电磁阀接线紧固。
(3) 模拟量反馈电位计转动齿轮固定牢固、转动 灵活、间隙正常，与DCS显示跟踪良好。4液压控制系统热工设备及逻辑优化可行性研究
3.2油泵油压开关改造
问题点：液控蝶阀的油压值由压力开关来监视并 将油压的高低限值送入就地PLC控制柜参与油泵启停。 单一的油压高低值判断不利于观察液控蝶阀的实际状 况及油泵的运行情况；在DCS画面，液控蝶阀油泵的 油压无显示及无历史趋势查询，不利于对当前液控蝶 阀油压的监视和故障分析。
解决措施：取消就地压力开关，改成压力变送器 信号送至DCS，实时显示并进入历史趋势，通过DCS 逻辑判断压力高、压力低，将信号送回就地PLC作为 油泵联锁启停的条件，同时声光报警增加油泵电机运 行且压力异常报警。
3.3阀门位置开关信号逻辑优化
经过对DCS系统蝶阀控制逻辑研究，可采取以下 优化措施。
(1 )全关、开15度、全开限位开关进行冗余配 置或三选二。或者再增加一个模拟量反馈，两个模拟 量反馈与限位开关进行三选二。
(2) 取消PLC，就地保留切换开关、启停按钮、 电气主回路和接线端子，将液控蝶阀所有信号引入 DCS，在DCS实现液控蝶阀的控制逻辑。此措施可方 便进行事故分析和在线逻辑查看，同时可取消就地控 制箱PLC、控制电源、UPS电源、电源转换模块，就 地箱只保留接线端子。
(3) 单台机组的循环水泵和液控蝶阀由公用DCS 控制改由单元机组DCS控制。此措施可实现风险分散， 可避免公用DCS系统网络或控制器故障时，无法对循 环水泵和液控蝶阀进行操作，同时方便对单台机组的 循泵和液控蝶阀进行控制系统维护和检修。
以上优化措施较为可行，但实际工作量大，需结 合机组C级及以上检修进行改造。
问题点：液控蝶阀15度信号通过行程开关与阀位 共同判断，行程开关故障率高，且阀位在15%至35% 的动作点比较难调整。
优化措施：取消就地行程开关，改成阀位模拟量 信号送至DCS作为DCS液控蝶阀15度信号判断，通 过DCS逻辑高、低判断确定液控蝶阀15度信号动作
中国设备工程2017.07 (上）55
Research and Exploration |研究与探索•改造与更新
大鹤管远程低凝柴油装车改造
李晓丹，韩永强
(大庆油田技术培训中心大庆石油化工机械厂，黑龙江大庆163000)
摘要：本文介绍了大庆石化公司炼油厂通过对大鹤管技术改造，实现了低凝柴油装车。改造后的装车系统采用了先进 的大鹤管装车工艺和设备，不仅满足了生产要求，同时解决了原大鹤管装车系统的不安全隐患。
关键词：大鹤管；技术改造；低凝柴油中图分类号：TE976
文献标识码：A
文章编号：1671-0711 ( 2017) 07 (上）-0056-02
1概述
求。同时，对原装车系统存在的问题进行技术改造，使 改造后的大鹤管装车系统在安全、设备、工艺和操作运 行上达到先进水平。
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原大鹤管系统存在的问题
大庆石化公司炼油厂装洗车间属大型油库，拥有 3000m3以上的成品油罐33台，一次储存能力15.4万吨， 年储存能力可达200万吨以上。原装车系统利用八套液 下密闭定位装车大鹤管外运汽油（可同时使用四套）， 每次东西栈台南北两侧可摆放槽车48台，平均6~ 9 分钟装一台车（四台鹤管同时使用），年装运能力65 万吨以上。该大鹤管装车系统建于1987年，原可装多 个品种，后因生产形势的变化，主要用来装汽油。按照大庆石化公司的整体优化安排，做为炼油厂 12万t/a分子筛脱蜡装置配套工程成品油管输铁路装车 部分，装洗车间需将八套汽油液下密闭定位装车大鹤管 的其中四套进行改造，用于炼油厂低凝柴油装车。改造 后的大鹤管装车系统应分别满足装低凝柴油和汽油的要
原大鹤管装车系统1987年建成后，就存在一些遗 留问题，后期虽进行了局部改造（主要是大鹤管本体）， 但整个系统仍然存在一定问题，主要有以下几方面。
(1) 大鹤管密封不严，活塞杆和油缸表面因加工 精度不高，导致油缸端头密封圈经常漏油。(2) 装车时大小阀门均为气动闸阀，经常出现阀 门内漏现象，其结构不适合经常开关的工艺条件。(3) 操作控制台没有防爆设施，工人操纵危险性 大，不符合安全规范要求，而且经常出现故障，维修工
5液压装置油路优化可行性研究
影响发电机组正常运行。经过分析，可以采用电动执 行机构代替液压装置。相比液压装置而言，电动执行 机构具有结构简单，维修保养方便的特点，故障点定 位也较为方便。
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结语
5.1系统增加备用油泵
图1中配置有1台油泵，当油泵故障时，油压无 法保持在一定范围，容易导致蝶阀关闭，可增加1台 油泵进行备用。正常由1台油泵运行，故障时启动备 用油泵对系统进行保压。
5.2系统增加冗余泄压电磁阀
循环水泵作为电厂的重要辅机，其稳定性决定着 机组是否能安全稳定运行，通过对出口液控蝶阀的可 靠性分析并采取可靠性提升措施，大大提升循环水泵 的可用系数，从而保障机组安全稳定运行。
参考文献：
[1] 章素华主编.燃气轮机发电机组控制系统[M].北京：中国电 力出版社，2012.4.
[2] 国家能源局.防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制
图1中电磁阀得电时，系统油路进行泄压，阀门 由于重锤势能进行关闭。当电磁阀线圈故障或阀体卡 涩时，无法泄压，蝶阀无法关闭。可增加1路并联电磁阀，
当蝶阀得到远方关闭指令时，两个泄压电磁阀同时带 电，将油路泄压。
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液压装置改造电动装置可行性研究
由于液压装置设备多、油路复杂，同时液压执行 机构密封件存在老化问题，当装置出现问题时，故障 点较难定位，解决时间长，增加检修工作量，严重时
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中国设备工程2017.07 (上）
释义.北京：中国电力出版社，2014.5.
[3] 中国华电集团公司编.大型燃气—蒸汽联合循环发电技术丛 书.设备及系统分册[M].北京：中国电力出版社，2009.
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