循环水泵出口无重锤液控蝶阀保压能力可靠性分析和改造

循环水泵出口无重锤液控蝶阀保压能力
可靠性分析和改造
摘要：对潮州电厂1000MW机组的循环水泵出口液控蝶阀的保压可靠性低的
问题进行了分析。

提出提高保压可靠性改造方法，并对液控蝶阀液压油路集成模
块改造，改造后大大提高了循环水泵可靠性及机组的安全和经济性，具有一定的
推广价值。

关键词：循环水泵；液控蝶阀、；保压能力；可靠性
设备简介
潮州发电厂3、4号机组功率各为1000MW，均配备三台88LKXB-14.5型循环
水泵，每台循环水泵出口设置有一台液控蝶阀。

3、4号机组6台循环水泵出口液
控蝶阀为无重锤、双作用油缸型式，兼有闸阀和止回阀作用，是一种能按预先调
定好的程序，分两阶段开启和关闭的动作来消除水锤对管网破坏的理想控制设备（也可匀速开阀）。

该液控蝶阀整体是由蝶阀本体，传动装置，液压和电气控制
部分等组成[1]。

既可就地操作，也可远程控制。

1研究方法
1.1存在问题：
潮州电厂3、4号机循环水泵出口液控蝶阀临近海边，由于海边工作环境恶劣，循环水泵无泵房且室外布置，特别是在每年5至10月份期间，广东地区机
组负荷变化大昼夜温差大，循环水泵频繁启停，电动油泵频繁启动、液压系统压
力冲击大漏油等缺陷发生率高，电磁阀频繁内漏造成了液压系统保压能力下降。

例如，在2013年7-9月份间，此类缺陷发生高达到16条，循环水泵解列12次，更换电磁阀共计12台，电磁阀(进口部件)购买周期长，因缺少备品设备经常带
缺陷运行，在循环水泵解列消除缺陷期间，引起凝结器冷却水量不够，机组存在
经常限负荷运行情况，严重威胁我公司3、4号机组经济和安全运行。

不仅如此，原有循环水泵出口液控蝶阀液压油路集成模块，将溢流阀，液控
单向阀、单向阀采用叠加式螺栓固定，经常发生密封面漏油渗油等缺陷，造成液
压系统失压，频繁消缺停泵，严重影响机组正常安全运行。

1.2查找原因：
（1）液控蝶阀原理如下：
液压系统工作流程：1）阀门开启：YV2电磁阀得电，蓄能罐内的压力油经高
压胶管进入摆动油缸的无杆腔室以使蝶阀旋转，回油从油缸的有杆腔室排出，经
调速阀和电磁换向阀流回油箱。

2）阀门关闭：YV1电磁阀得电，蓄能罐内的压力
油进入油缸的有杆腔室，推动活塞杆退回，液压油流回油箱。

3）阀门停止：蝶
阀在开启或关闭过程中，切断油缸的回路，YV1，YV2电磁阀失电，蝶阀即可停止
在任意位置[3]。

（2）液控蝶阀技术设计要求如下：
①开阀门（无杆腔进油）：60（30～120）s可；
②快关阀门（有杆腔进油）：（行程78﹪±11%可调）15（10～30）s可调；
③慢关阀门（有杆腔进油）：（行程22﹪±11%可调）45（10～60）s可调，油缸参数：Ø160/Ø90×723 。

（3）流量计算如下：
进油流量计算公式：，回油流量计算公式：，其中，D=1.6cm，d=0.9cm，L=7.23m。

开阀门（无杆腔进油）： 30～120s可调
按30S和60S计算
1.3原因分析
基于上述计算得知，开阀门时流量达到29 L/Min，由于D1SE电磁球阀最大
额度流量为20L/Min，所以对于流量大于20L/Min的系统，此阀只能作为先导级
使用，不能用于主级，而原系统设计该电磁阀作为主级阀使用，经过几次大流量
冲击，该阀寿命骤减、严密性容易失效，造成系统保压可靠性能下降，液压系统
通过差压开关，将由系统内压力保证14.5MP-17MP，随着保压时间的增长, 极微
量的泄漏使油压慢慢下降，当系统油压降低到14.5MP以下时[4]，信号促使电动液压油泵启动，油压升高到17MP时，电动液压油泵停止，随着电磁阀冲击的频率
增加，电磁阀内漏加大，叠加式阀组密封圈开始外泄漏，恶性循环严重威胁3、4
号机组安全运行。

2结果与讨论
2.1更换方案。

经过对比电磁阀性能，更换满足符合此流量标准且适合室外
海边环境使用的电磁阀，如：可将内部油路电磁阀D1SE电磁球阀（D1SE30BNJW）更换为AS32061a-G24型号。

2.2改造方案。

经过从理论、价格、维护和可靠性上综合分析论证，还经过
调研，最终采用的改造方案：不但要尽量利用原有系统中元器件及利用原泵站内
管路，而且要不牵涉电气改动的原则，只需重新设计制造集成控制阀组，所有管
路接口及安装孔均按照原阀块设计制造。

通过对循环水泵出口液控蝶阀液压油路
集成模块改造，将内部油路D1SE电磁球阀(D1SE30BNJW）由作为主级阀使用改为
先导级使用，作为控制油路控制液控单向阀向蓄能器补充液压油，不直接冲击电磁阀阀芯，延长电磁球阀使用寿命，电磁阀作为主级阀，阀组清洗装配后上试验台架试验合格后封装后进行安装。

为保证3号机循环水泵系统稳定运行，2013年先在3A循环水泵进行改造，保留3A循环水泵运行稳定半年后在进行其它循环水泵改造，运行稳定且效果良好。

从2014年4月开始至2016年12月份，先后对3、4号机组剩下5台循环水泵出口液控蝶阀模块进行改造，将溢流阀、液控单向阀、单向阀采用叠加式螺栓固定改为插装螺纹固定在模块内部。

3、4号机6台循环水泵出口蝶阀液压系统集成模块内部油路进行改造前、后实物图如下：
改造前实物图改造前实物图
3升级改造后效果
3.1液压模块外置阀门组件由叠加式改为内插式，是减少液压模块外置组件漏油、渗油点，确保液压系统工作压力，减少循环水泵停运消缺次数，提高设备可靠性，检修工艺简单维修方便。

3.2是液压系统保压能基本保持在每30天启动一次，液压系统渗油等缺陷发生率大幅降低，2014年至今没有因保压能力差更换过一个电磁阀等造成循环水泵退出备用情况，为3、4号机组安全经济运行打下了坚实基础。

3.3是每年节约购买备品备件、人工维修等费用约50万左右。

4结论
潮州电厂3、4号机组6台循环水泵液控蝶阀此次通过对液压油路集成模块进行改造，将内部油路D1SE电磁球阀由作为主级阀使用改为先导级使用，将溢流阀、液控单向阀、单向阀采用的叠加式螺栓固定改为插装螺纹固定在模块内部等方法，实施简单且费用低，从根本上解决了重复缺陷的发生，为3、4机组安全长周期运行提供了保障。

本文所论述方法均经过现场实际验证，供相关人员参考。

参考文献：
[1]周鑫.1000MW机组循环水泵液控蝶阀控制系统改造.《电子制
作》.2014(22):191-191
[2]卢武龙.蓄能罐式液控缓闭止回碟阀液压系统故障分析及对策.《中国机械》.2014(5):48-49。