循环水泵出口液控蝶阀常见故障分析及处理

循环水泵出口液控蝶阀常见故障分析及
处理
摘要：液控蝶阀是循环水系统的主要设备之一，它的可靠与否关系着循环水系统的安全与稳定，而循环水系统的运行状况直接影响着机组的真空品质和汽轮机效率，严重故障时可直接导致机组跳闸。

某百万机组电厂汽轮发电机组共配置6台循环水泵，即每台机组3台循环水泵。

每台循环水泵的出口管上安装1台液控蝶阀。

循环水泵和液控蝶阀均安装在取水泵站内。

机组采用海水冷却方式。

关键词：液控蝶阀；故障现象；原因分析；处理措施；检修工艺
循环水系统稳定性关乎机组运行安全，循环水泵出口液控蝶阀是循环水系统较为重要的设备之一。

通过某电厂循泵出口液控蝶阀在多年使用、检修维护过程中液压系统发生的多种故障，结合液压系统动作原理、部件结构，分析可能的原因，有针对性地解体检修，更换损坏件。

总结故障引起原因、处理措施，优化检修工艺，细化检修过程，避免缺陷重复发生，提高设备运行稳定性。

液控蝶阀主要由蝶阀本体、传动装置、液压机构和电气控制部分等组成，在使用和维护过程中，各组成部分都曾发生了不同形式的故障现象，尤其是液压机构部分，多次出现油压异常、漏油、蝶阀拒动等情况，根据故障现象仔细分析缺陷原因，优化检修工艺，及时解体检查更换损坏件，避免了缺陷扩大。

1存在的问题
1.1 开关量反馈装置问题
系统油压小于设定压力14.5MPa且油泵设置在自动状态，电动油泵2会自动启动，给系统充压，直至系统油压大于设定压力17.0MPa。

系统油压只有在设定压力范围内蝶阀才可以正常开关，否则无法操作或操作时间将会变长或缩短。

手摇泵是电动泵的并联设备，由于容积排量较小，且受操作人的动作幅度、摇动频率所限，无法在短时间内给液压系统充至合格压力。

因此，只能在液压系统调试
阶段或检修后系统恢复阶段试验使用，实现蝶阀小角度开关，不能作为蝶阀全行
程开关操作的动力源。

循环水系统液控蝶阀是整个循环水的重要设备之一，但安
装位置在循环水泵地坑内，坑内环境恶劣、阴暗潮湿，对设备的安全性影响非常大。

每台液控蝶阀配备4个开关量限位开关装置和1个模拟量反馈装置。

该电厂
自投产以来，限位开关多次出现开关不到位的问题，严重影响了循环水泵的运行。

对限位开关装置检查发现，限位开关卡涩、进水短路、湿气侵入开关，导致限位
开关故障。

该电厂循环水泵逻辑设置较为简单。

保护跳闸条件之一是循环水泵运
行且液控蝶阀关闭，因此，限位开关的可靠性尤为重要。

另外，在运行人员起动
操作循环水泵时，采取先开阀后起泵的操作方式，需要限位开度达到15°信号反
馈到位才能起动，若限位开关15°反馈信号故障，则会造成液控蝶阀已开，循环
水泵却无法及时起动的问题，容易造成海水倒流，损坏泵体。

1.2 模拟量反馈装置问题
液控蝶阀模拟量反馈装置采用滑动变阻器传送4～20mA模拟量信号至DCS，
便于运行人员监视液控蝶阀的开度情况。

自投产以来，循环水系统液控蝶阀模拟
量反馈装置经常跑位，显示不准，严重影响运行人员对系统的监视工作。

1.3 供电电源问题
每台循环水液控蝶阀控制柜仅有一路电源，如果AC380V电源发生故障，油
泵无法起动，电源在短时间内不能恢复，PLC备用电源也无法维持继续供电，则
液控蝶阀的油压将不能维持液控蝶阀正常运行。

此时，如果循环水泵跳闸，则容
易造成循环水倒灌，损坏循环水泵，甚至影响机组安全。

1.4 控制柜安装位置问题
液控蝶阀控制系统与电气控制系统共用一个控制柜，控制柜安装在液压油站
上方，空间较小，柜内温度较高，对PLC卡件影响较大。

尤其在夏天，控制柜的PLC卡件、接触器、电源空气断路器、UPS电源等设备长期处于60℃以上的高温中，严重影响了设备的使用寿命，增加了整个循环水系统的安全风险。

2原因分析
(1)液控蝶阀反馈盘密封性差，导致进水受潮，属于造型问题。

(2)液控蝶阀开关量反馈装置容易卡涩、进水短路、受潮腐蚀，液控蝶阀模拟量反馈装置反馈不准，主要原因是限位开关防护等级低，属于选型问题。

(3)液控蝶阀控制柜与油泵电源取自一路AC380V电源，属设计缺陷。

(4)液控蝶阀控制系统与电气控制系统共用一个控制柜，柜子空间狭小，属设计缺陷。

3改进措施
3.1改进开关量反馈装置
更换新的反馈盘，按液控蝶阀输出传动轴的尺寸对反馈盘底部进行开孔，保证两者尺寸一致。

加装密封胶圈，确保密封紧密。

在新反馈盘上打孔定位，选用防护等级较高的4个限位开关安装到反馈盘上。

将原来铁质的反馈盘罩壳更换为有机玻璃板制作的透明罩壳，便于观察反馈内部情况。

在罩壳与反馈盘之间加装密封胶，将原罩壳采用的金属螺钉换为塑料螺钉，以便今后检修拆卸，也解决了湿度过大导致螺钉锈蚀、罩壳无法拆卸的问题。

3.2改进模拟量反馈装置
更换模拟量反馈装置，选用防护等级、调节精度较高的模拟量反馈装置。

位置固定后，模拟量反馈装置与液控蝶阀输出传动轴的啮合方式不变，仍采用滑动变阻器进行模拟量信号传送。

所有反馈装置接线均采取焊接方式，并用热塑管进行防护。

所有引出反馈盘的信号线孔洞采用密封胶进行封堵，确保整个反馈装置不受水汽腐蚀，提高反馈装置的防护等级和密封性。

3.3改进控制柜
原控制设备与电气设备安装在同一控制柜内，柜内温度高，可靠性差。

本次改造将控制设备移出，所有设备安装到新柜子内。

新控制柜采取双层设计，体积较大，空间充裕。

将UPS电源与控制设备分开，并更换PLC系统，提升控制系统
的可靠性。

原控制柜仍保留对液压油站油泵电机供电。

这样，液压油站电机电气
部分和PLC系统控制部分彻底分离，互不影响。

3.4检修优化
检修质量是保证设备稳定运行的前提，在多年的维护过程中，逐步优化检修
工艺，细化检修过程，使液控蝶阀各个部件出现故障的间隔逐渐加大，具体措施
包括：（1）设备厂家加工时在所有插装阀的阀座安装孔端面处都没有倒角，导
致安装阀座时端面很容易切削O型圈和开口垫。

用手持式内磨机打磨出倒角后，
再进行安装插装阀阀座就变得很容易，且不会出现密封件在安装过程中被切削情
况的发生。

（2）在安装插装阀及其盖板时在O型圈安装的沟槽内涂抹凡士林，
避免安装过程中密封件脱落。

（3）用合适的拉杆螺栓慢慢推压安装部件，平行
安装，避免斜切密封件。

4实施效果
(1)开关量反馈装置更换后防护等级提高，反馈盘接线盒密封性增强，杜绝
了水汽侵入，保证了限位开关的可靠性。

更换至今，未发生过开关不到位的问题。

(2)更换模拟量反馈装置后，调节精度提高，定位准确，模拟量反馈波动或
显示不准的问题得以解决。

安装的反馈盘密封性好，未再发生模拟量信号反馈跳
变的问题。

(3)控制电源增加为三路供电，提升了PLC系统的电源可靠性，就算失去两
路AC220V电源，UPS电源也可以维持约2h以上供电，确保了PLC系统正常运行。

(4)液控蝶阀控制柜与电气设备分离，解决了控制柜内高温和设备散热不良
的问题。

将新控制柜移至通风良好、环境空间大的位置，为日常巡检和设备维修
提供了较大的便利。

本次循环水液控蝶阀控制系统的改造，从设备本身到控制系
统都进行了全面升级和更换，解决了多年来液控蝶阀开关量反馈不到位、模拟量
反馈不准、电源可靠性低、控制系统故障率高、系统安全风险高等问题。

结论
综上所述，上文分析可能造成设备缺陷的原因，有针对性地解体检修某个或某些部件，避免过度拆检或检查不到位而留下缺陷复发隐患。

总结多年检修蝶阀液压系统的经验，分类整理，优化检修。

参考文献
［1］王鹏.沿海电厂露天布置循环水泵出口液控蝶阀的可靠性优化［J］.自动化与安全，2014(9):82
－84.
［2］郭凌云.循环水泵及液控蝶阀控制系统可靠性分析及改造［J］.广东电力，2014(3):19－22.。