循环水泵液控蝶阀常见故障分析及处理

深能合和电力（河源）有限公司 刘文豪

1 引言

发电厂循环水系统的运行状况直接影响机组真空及汽轮机的效率,而循环水泵出口液控蝶阀是循环水泵系统的重要组成部分,其安全性非常重要[1]。某发电厂二期2×1000WM机组循环水系统配备6台湖北洪城通用机械有限公司生产的卧式双吸高效中开式离心泵，每台泵出口分别配套一台型号为2200D×7pk41X-6NC 的蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀。在发电厂的日常管理工作中，应做好循环水泵出口的液控蝶阀的运行维护工作，将故障隐患消灭在萌芽之中。若发生液控蝶阀的故障，应根据具体状况筛选最佳的措施解决故障，提升液控蝶阀部件的应用性能，为其安全稳定运行夯实基础[2]。

2 系统概况

蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀由阀门、液压站及电控柜三部分构成。液压系统采用蓄能罐蓄能，油路块采用高压集成式设计，结构紧凑；电气控制系统采用PLC 控制；阀门与水泵联锁控制，联锁控制程序可根据工况和水泵特性调整。设置液控蝶阀的主要目的是防止系统水锤危害。蝶阀首先在很短的时间内关至小开度，截断大部分水流，有效地控制出口母管压力水倒灌、水泵反转，继续缓慢地关闭，直至全关，减小并消除水锤危害，同时起到闸阀和止回阀的功能。

3 液压系统原理

该液压系统由油泵、单向阀、叠加式溢流阀、压力变送器、蓄能器、电磁球阀、二通式插装阀、高压胶管、油缸和回油节流阀等组件构成。液压系统的压力由压力变送器通过 DCS 电气程序控制在规定的范围内。油泵在自动控制模式下，当系统压力低于设定压力 14.5MPa 时，控制程序发出信号使油泵起动，油泵向蓄能器充油；当压力上升至设定压力 17MPa 时，控制程序发出信号使油泵停止运转。液压油路主要是用于液控蝶阀的开关控制及其速度的调节，其中液控蝶阀的开关控制与电磁阀的动作状态有关。液压原理如图1所示。

图1 液压原理

3.1 开阀方式

液压油电控柜接收到“开阀”指令后YV2电磁阀带电（此时YV1为失电状态），二通式插装阀14.2和16.2顶部的液压油泄掉，主油路依次经过单向阀8、插装阀16.2底部及高压胶管18.2进入油缸无杆腔；同时有杆腔内液压油依次经高压胶管18.1、节流阀19及插装阀14.2底部回流油箱。此时无杆腔和有杆腔之间形成较大压差，推动活塞杆伸长，带动蝶阀阀板转动，形成开阀动作。

3.2 关阀方式

液压油电控柜接收到“关阀”指令后YV1电磁阀带电（此时YV2为失电状态），二通式插装阀14.1和16.1顶部的液压油泄掉，液压油依次经过单向阀8、插装阀16.1底部、单向阀23及高压胶管18.1进入油缸无杆腔；回油则是由杆腔内液压油经插装阀14.1底部、快关调节阀或慢关调节阀流入油箱。有杆腔和无杆腔之间形成的压差推动活塞杆缩短，使阀板旋转，形成关阀动作。

4 液压油系统常见故障分析

液控蝶阀是循环水系统至关重要的设备，关乎机组的安全运行，而液压油系统故障是液控蝶阀较为常见的问题。

4.1 油泵供油不足

油泵启动前，系统油压稳定；油泵启动后，系统油压长时间无法达到设定压力17MPa，可判断为油泵供油不足。其故障原因包括：在油箱内部，油泵入口或出口接头密封不良，需仔细排查，根据具体情况更换O 型圈或重新紧固接头；油泵电机反转，对电机或电源开关重新接线即可；油泵磨损或损坏，需解体油泵检查。

4.2 液压油系统不保压

系统不保压是循泵液控蝶阀最常见的故障，某电厂二期机组投产以来此故障频繁出现，其产生原因也是最多元化的。主要原因如下。

4.2.1 系统外漏

外漏的现象较为明显，容易发现，但应加强巡检并及时处理外漏，避免油箱油位过低导致油泵或电机损坏。其主要原因是油路模块O 型圈移位、破损或老化。应更换新的耐油氟橡胶O 型圈，以减少外漏的缺陷，并在回装过程中注意O 型圈位置，避免导致O 型圈移位而受到挤压。

4.2.2 电磁阀内漏

YV1和YV2是两位三通电磁阀，两位三通电磁阀主要用于关闭或接通介质，其中两位阀的阀芯有两个工作位置，而三通阀是指阀体有三个出口，这也正是两位三通电磁阀与其他电磁阀不同的地方[3]。内漏原因主要是液压油中含有杂质，积聚在各液压控制阀密封面或密封件上。一种是挤压后使密封面或密封件划伤，影响密封性；另一种是存在异物导致电磁阀机械部分卡涩，致使衔铁动作不到位，进油路与回油路之间发生窜油，油压不断下降。排查和处理方法是更换电磁阀或解体检查，通常采用先更换新电磁阀来排查缺陷。

4.2.3 插装阀内漏

二通插装阀如图2所示，工作原理是通过控制盖板实现方向、压力、流量的控制，实现A 孔与B 孔的流通。当控制油口油压消失后，A 孔与B 孔可以互通，压力高的一边向压力低的方向流动。

图2 插装阀结构图

插装阀内漏通常表现为电磁阀带电时系统不保压，此时可能是相对应的插装阀卡涩或密封面损伤，导致进油路与回油路之间发生窜油。应拆开对应插装阀，然后检查密封件是否完好及密封面有无损伤、有无异物，并清理或修复阀芯、阀座。

4.2.4 泄压阀异常

液压油系统中有一个截止阀，是在检修、调试过程中用来给系统泄压的。正常运行过程中，泄压阀5应保持全关状态，否则会引起系统不保压。另外，油系统中存在杂质，如果泄压阀阀芯有杂质卡住，或阀芯内漏，也会造成系统压力无法保持。可启动油泵，通过开关泄压阀对阀芯进行冲洗；在确定阀门为全关状态时仍不保压，可拆解泄压阀进行检查。

4.2.5 油缸活塞密封失效

活塞两端各有一个单向U 型密封圈，当液压油中颗粒物或其他杂质积聚在密封圈外沿时，长期挤压容易使密封圈损坏，导致油缸活塞密封失效。现象通常是在“开阀”或“关阀”指令状态下，液压油系统不保压，而在另一状态下保压。在排除其他液压元件内漏的情况下，解体检查活塞U 型密封圈并更换。

4.2.6 溢流阀故障

系统的最高压力由溢流阀来控制。溢流阀的整定值应略高于系统额定油压上限值，一般调整到18MPa，若系统压力高于此值，则系统压力将会经该阀卸荷，以保证系统压力不超过设定值溢流阀调整压力过低，将导致液压油系统压力升不高（溢流阀调整后应将调节杆锁紧，避免误触导致溢流阀失效）。此外，如果溢流阀阀芯卡死在开启的位置，会导致油系统不保压。

4.3 蝶阀拒动或动作慢

在排除电气和控制部分故障的情况下，蝶阀拒动最主要原因是液压油油路不畅，油缸活塞两端无法形成足够的压差。具体原因如下。

4.3.1 插装阀堵塞或卡涩

堵塞或卡涩造成插装阀芯无法被顶开，液压油缸进油或回油不畅，应解体检查、清理插装阀阀芯、阀座，并试验其活动性是否良好。如仍出现卡涩，可在不影响密封的情况下适当车削阀芯。

4.3.2 电磁阀堵塞或失效

电磁阀失效导致衔铁动作不了，或者泄压路堵塞，出现蝶阀拒动的情况。开阀拒动时，可能是YV2电磁阀失效或泄压路堵塞，此时插装阀14.2和16.2无法顶开，液压油缸进油和回油不畅；关阀拒动时，则是YV1电磁阀失效或泄压路堵塞。解决方法是更换电磁阀。

4.3.3 蓄能罐氮气压力低

现象是系统压力下降，蓄压能力减弱，蝶阀开关动作逐渐变缓，直至停止；然后待系统压力上升后，蝶阀继续动作。应检查蓄能罐氮气压力，并将其补至8～9MPa。

5 故障处理及防范措施

该电厂二期6台液控蝶阀自投产以来曾出现过多种故障，液控蝶阀故障处理情况详见表1。

表1 液控蝶阀故障处理情况

插装阀和电磁阀的故障较常见，而且多为油中存在杂质导致阀芯卡涩，进、回油发生窜油的情况。油系统中有较多杂质，虽经回油滤油器过滤，但效果不明显，需更换新油（L-HM46抗磨液压油）和彻底清理油箱。另外，在油泵出口加装高压滤芯，改善油路中的油质，以此降低液控蝶阀液压油站的故障率。

6 结语

本文结合循环水泵液控蝶阀的工作原理，对其常见故障进行分析，归纳出故障的现象及其产生的原因。结合故障现象，找准方向，有针对性地进行解体检查，提高检修效率和质量。此外，为提升液控蝶阀的使用性能，针对主要故障原因提出合理的防范措施。