循環(huán)水泵出口的蝶閥運行常見故障分析

沙A電廠200MW和300MW發(fā)電機組的循環(huán)水泵出口調節(jié)閥均采用重錘式液控止回蝶閥，它能與循環(huán)水泵聯(lián)動控制，蝶閥預開15°后可啟動循環(huán)水泵。開啟后液壓驅動系統(tǒng)自動保壓，使重錘不下降。即使液壓系統(tǒng)中有輕微漏油，使重錘下跌超過15°，電控系統(tǒng)也可聯(lián)動油泵電機補油，保持油壓。當循環(huán)水泵關閉時，蝶閥聯(lián)動關閉，分快關和慢關二階段關閉，作用是可防止關閥時管路中水錘壓力上升的沖擊，緩沖保護管路，防止循環(huán)水泵倒轉。由于此類蝶閥可起到止回和截止的功能，能有效防止水錘，并且有泵閥聯(lián)動，安全可靠等諸多優(yōu)點，自從投產以來，在水、火力發(fā)電廠、公共供排水、化工冶金等行業(yè)中得到廣泛的應用。近年來逐步發(fā)展有防海水型、防泥砂型、鎖定型、無重錘型、蝶板三維偏心結構等形式和結構。但基本控制方式都是采用電液控制，其液壓系統(tǒng)的特點是原理簡單、可靠、檢修方便。

2工作原理

2.1以KD741X-6V型蝶閥為例，液壓原理

2.2液壓原理簡述

2.2.1開閥

啟動油泵電機，油泵運轉，液壓油經濾網(wǎng)、油泵、調速閥、單向閥及高壓膠管進入擺動油缸，推動油缸中大小活塞稱動，沒通過調速閥的多余液壓油經溢流閥流回油箱。油缸活塞帶動與之相連接的連接頭使重錘升起，并同時帶動閥軸使蝶板轉動，實現(xiàn)開啟。調節(jié)調速閥可得到予定的開啟速度。此運動過程，手動閥為開狀態(tài)，電磁閥為關位置，旁路手動閥為關的位置。

2.2.2關閥

電磁閥通電，電磁閥打開，在重錘的作用下，油缸內的壓力油經快、慢關角度調節(jié)閥、快關調節(jié)閥，慢關調節(jié)閥及高壓膠管、常開的手動閥和電磁閥流入油箱，利用重錘的勢能帶動蝶板關閉實現(xiàn)關閥。關閥程序中的快關，慢關時間和快、慢關角度由油缸的快關調節(jié)閥，慢關調節(jié)閥和快、慢關角度調節(jié)閥來調定。

2.2.3全開后自動保

為保證油缸長期工作時，壓力不低于所需的油壓力，使重錘不至于因油壓力過低而下降，因此在液壓系統(tǒng)油路中并聯(lián)一彈簧式蓄能器。一般情況下，蓄能器的壓油壓力為額定值，當系統(tǒng)微量內漏時，蓄能器可向系統(tǒng)補油。當液壓系統(tǒng)泄漏引起蝶閥關閉，蝶板關至75°時，電控系統(tǒng)自動接通電源使油泵再啟動打開蝶板至90°。當系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重泄漏，油泵輸出油不能維持蝶閥開啟，蝶板關至15°時，則聯(lián)動停循環(huán)水泵電源。避免損壞水泵和管路。

3使用中一些常見問題的探討

旁路（卸油）閥和手動閥這兩個閥門的外形和結構形式是一樣的。當?shù)y正常運行時旁路卸油閥應在常關狀態(tài)，電磁閥前的手動閥應在常開狀態(tài)。如果誤把電磁閥前手動閥關閉了，當?shù)y需關閉時，油壓油就無法通過電磁閥卸油了，蝶閥也就無法自動關閉。特別需指出的是電磁閥有正作用型和反作用型兩種型式，正作用型電磁閥是指在蝶閥開啟情況下，電磁閥常帶電，當電磁閥失電時，蝶閥關閉。反作用型電磁閥是指在蝶閥開啟時，電磁閥不帶電，當電磁閥得電時，蝶閥關閉。后者更適合電廠采用，因為電廠有穩(wěn)定的控制電源，電磁閥可保證隨時得電打開，也能避免因電源誤斷電引起蝶閥關閉聯(lián)動跳泵。

4檢修中常見缺陷的處理方法和探討

蝶閥液壓系統(tǒng)檢修中常見缺陷是漏油，包括內外漏油。造成外漏的原因主要是密封部件損壞，近年來由于更換了耐油橡膠密封材料，并且加強大、小修的定期維護，運行中外漏現(xiàn)象基本杜絕。造成內漏的主要原因是各液壓控制閥的密封口（線密封）被劃傷所致，而造成密封口劃傷主要是由于系統(tǒng)中有雜質，積聚在密封口上被擠壓后使其留下痕跡，破壞密封線，從而影響密封性。

內漏造成的故障現(xiàn)象是多種的，但是引起故障現(xiàn)象的原因并不僅只是內漏，還有可能是電控回路的故障，這往往需要與電修人員一起檢查判別。分析判別內漏故障點的方法主要是根據(jù)原理圖，采用逐個分析判別排除法進行。我們總結出“故障分析樹圖”的方法，把缺陷現(xiàn)象從易到難地排查，判定原因直到最后排除故障的整個過程用樹圖的形式一一列出，可清晰、方便地判定故障點。現(xiàn)列舉出二種常見故障分析。避免內漏的一個行之有效的方法是定期清理油箱，過濾壓力油，注油時經過嚴格過濾，檢修中避免使用帶棉紗頭的碎布，這些措施都能保證油的清潔度。目前各蝶閥油系統(tǒng)維護周期是一年，基本能滿足設備健康運行。

擺動油缸的大小活塞電鍍層崩缺是近年檢修中發(fā)現(xiàn)的另一個主要缺陷，估計原因是使用時間長鍍層不牢固疲勞脫落。鍍硬鉻層脫落后粗糙的活塞壁體，將會加劇密封圈的磨損，嚴重時引起內漏。處理方法是退去鍍鉻層，重新鍍硬鉻，重新鍍層厚度可在0.10~0.15mm之間。重新電鍍處理有退鉻，補焊，校中心，粗、精啟等工藝。蝶閥液壓系統(tǒng)檢修后閥門開啟不了的缺陷，多數(shù)原因是由于調速閥或溢油閥行程錯位所致。事實上調速閥（調節(jié)油流量）、溢油閥（調節(jié)系統(tǒng)最高壓力）等液壓控制閥在一次調定后就無需再調整了。

液壓系統(tǒng)外漏也曾是一個主要故障點。主要表征是擺動油缸和各調節(jié)閥滲漏油，發(fā)生嚴重爆漏時，系統(tǒng)油壓將無法維持而引起跳泵。通過開展QC活動，統(tǒng)計循環(huán)水泵出口蝶閥故障次數(shù)，利用柏拉圖80~20%原則分析主要故障發(fā)生在液壓系統(tǒng)外漏，并用魚骨圖分析外漏的主要原因是液壓系統(tǒng)密封圈材質選用不當老化和缺乏維護二大因素。在檢修中將容易老化的聚氨脂材質的密封件更換為耐油丁腈橡膠材質，并加強維護，堅持每個大修期更換全部密封件，每個小修期進行換油濾油和檢查調試。經過PDCA循環(huán)活動，我廠12臺循環(huán)水泵出口蝶閥的機械故障率從1.25次/臺年降低至0.2次/臺年，大大提高循環(huán)水泵出口蝶閥的運行可靠性和健康水平。

螺紋連接閥門

這種連接通常是將閥門進出端部加工成錐管或直管螺紋，可使其連接到錐管螺紋接頭或管路上。由于這種連接可能出現(xiàn)較大的泄漏溝道，故可用密封劑、密封膠帶或填料來堵塞這些溝道。如果閥體的材料是可以焊接的，但膨脹系數(shù)差異很大，或者工作溫度的變化幅度范圍較大，螺紋連接部必須進行蜜封焊。螺紋連接的閥門主要是公稱通經在50mm以下的閥門。如果通徑尺寸過大，連接部的安裝和密封十分困難。為了便于安裝和拆卸螺紋連接的閥門，在管路系統(tǒng)的適當位置上可用管接頭。公稱通徑在50mm以下的閥門可使用管套節(jié)作為管接頭，管套節(jié)的螺紋將連接的兩部分連接在一起。

法蘭連接閥門

法蘭連接的閥門，其安裝和拆卸都比較方便。但是比螺紋連接的閥門笨重，相應價格也價高。故它適用于各種通徑和壓力的管道連接。但是，當溫度超過350度時，由于螺栓、墊片和法蘭一變松弛，也明顯地降低螺栓的負荷，對受力很大的法蘭連接可能產生泄漏。

焊接連接閥門

這種連接適用于各種壓力和溫度，在較荷刻的條件下使用時，比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使用限于通常能長期可靠地運行，或使用條件荷刻、溫度較高的場合。如火力發(fā)電站、核能工程、乙烯工程的管道上。公稱通徑在50mm以下的焊接閥門通常具有焊接插口來承接荷平面端的管道。由于承插焊接在插口與管道間形成縫隙，因而有可能使縫隙受到某些介質的腐蝕，同時管道的振動會使連接部位疲勞，因此承插焊接的使用受到一定的限制。在公稱直徑較大，使用條件荷刻，溫度較高的場合，閥體常采用坡口對焊接，同時，對焊接縫有原格要求，必須選用技術過硬的焊工完成此項工作。

對空調循環(huán)水泵的容量、臺數(shù)、水泵最佳工作點的選擇以及技術經濟分析展開探討，闡述應如何選擇水泵，以保證空調系統(tǒng)運行良好，減少電力消耗。

造成空調循環(huán)水泵容量過大故障的原因

循環(huán)水泵容量過大在我國是普遍存在的問題，其容量常常達到實際需要的二至四倍，造成工程投資和運行費用的嚴重浪費。其主要原因如下：

1、設計冷負荷偏大：

設計冷負荷是選擇設備的主要依據(jù)，所以，正確地計算建筑冷負荷對整個空調系統(tǒng)的設計十分重要。目前，教科書及設計手冊中提供的空調負荷計算方法，不論是計算圍護結構的墻壁負荷，還是門窗負荷，其計算結果都是針對某一具體房間而言。然而，空調系統(tǒng)設備容量是依據(jù)整個建筑的冷負荷確定。由于建筑內各房間的朝向、位置、使用功能及其發(fā)熱源等因素的不同，往往造成各房間最大冷負荷出現(xiàn)的時間并不相同。因此，建筑冷負荷的最大值，應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據(jù)調查，在我國有部分設計人員，在計算建筑冷負荷時，只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加，導致計算結果遠大于實際需求負荷。所以，我們必須對此給予足夠的重視，使設計負荷的確定更加合理正確。

2、系統(tǒng)循環(huán)阻力偏大

在計算系統(tǒng)循環(huán)阻力時，由于設計人員經驗不足，使得一些計算參數(shù)取值過于保守，造成循環(huán)阻力計算值偏大，更有甚者，在施工圖設計階段采用估算方法確定循環(huán)阻力，致使計算循環(huán)阻力比實際值大一倍以上。空調系統(tǒng)充滿水才能運行，水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內，這當然會使循環(huán)水泵的容量增大很多。

3、系統(tǒng)靜壓問題

空調系統(tǒng)充滿水才能運行，水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內，這當然會使循環(huán)水泵的容量增大很多。

4、系統(tǒng)水力平衡問題

由于設計時，不認真進行系統(tǒng)的水力平衡計算，工程竣工后又未按要求進行全面調試，往往造成系統(tǒng)水力失調，系統(tǒng)出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象。有些技術人員錯誤地認為造成此現(xiàn)象的原因是循環(huán)水泵的容量太小，結果只簡單地采用加大水泵的方法解決了之，自然也就使水泵容量增大。

設計水泵工作點沿水泵特性曲線向右偏移的原因

在水泵工作點向右偏移時，循環(huán)水泵所產生的揚程降低，這對系統(tǒng)的正常運行是極其不利的，尤其是系統(tǒng)中最不利環(huán)路，將促使該環(huán)路的流量進一步減少，影響正常使用功能。造成工作點右移的原因主要有兩個方面：

1、設計中，水力計算采用過大的安全系數(shù)及不實際的壓降計算方法。

2、設計的系統(tǒng)未進行認真的水力平衡計算，而施工后又未進行嚴格的系統(tǒng)調試。因此，為使系統(tǒng)按設計工況運行，除應認真仔細地進行相關計算外，還應在選擇水泵時，將水泵的工作點選擇在最佳工作點左側適當?shù)奈恢茫苑浪脤嶋H工作點超出一定范圍處于不經濟的運行狀況，影響系統(tǒng)正常運行。

來源：暖通空調

空調循環(huán)水泵的容量、臺數(shù)、水泵最佳工作點的選擇以及技術經濟分析展開探討，闡述應如何選擇水泵，以保證空調系統(tǒng)運行良好，減少電力消耗。

一、造成空調循環(huán)水泵容量過大故障的原因：

循環(huán)水泵容量過大在我國是普遍存在的問題，其容量常常達到實際需要的2-4倍，造成工程投資和運行費用的嚴重浪費。其主要原因如下：

1設計冷負荷偏大：

設計冷負荷是選擇設備的主要依據(jù)，所以正確地計算建筑冷負荷對整個空調系統(tǒng)的設計十分重要。目前，教科書及設計手冊中提供的空調負荷計算方法不論是計算圍護結構的墻壁負荷，還是門窗負荷，其計算結果都是針對某一具體房間而言。然而，空調系統(tǒng)設備容量是依據(jù)整個建筑的冷負荷確定。由于建筑內各房間的朝向、位置、使用功能及其發(fā)熱源等因素的不同，往往造成各房間最大冷負荷出現(xiàn)的時間并不相同。因此，建筑冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據(jù)調查在我國有部分設計人員在計算建筑冷負荷時只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加，導致計算結果遠大于實際需求負荷。所以我們必須對此給予足夠的重視，使設計負荷的確定更加合理正確。

2系統(tǒng)循環(huán)阻力偏大：

在計算系統(tǒng)循環(huán)阻力時，由于設計人員經驗不足，使得一些計算參數(shù)取值過于保守，造成循環(huán)阻力計算值偏大，更有甚者，在施工圖設計階段采用估算方法確定循環(huán)阻力，致使計算循環(huán)阻力比實際值大一倍以上。空調系統(tǒng)充滿水才能運行，水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內，這當然會使循環(huán)水泵的容量增大很多。

3系統(tǒng)靜壓問題：

空調系統(tǒng)充滿水才能運行，水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內，這當然會使循環(huán)水泵的容量增大很多。

4系統(tǒng)水力平衡問題：

由于設計時不認真進行系統(tǒng)的水力平衡計算，工程竣工后又未按要求進行全面調試，往往造成系統(tǒng)水力失調，系統(tǒng)出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象。有些技術人員錯誤地認為造成此現(xiàn)象的原因是循環(huán)水泵的容量太小，結果只簡單地采用加大水泵的方法解決了之，自然也就使水泵容量增大。　　

二、設計水泵工作點沿水泵特性曲線向右偏移的原因：

在水泵工作點向右偏移時，循環(huán)水泵所產生的揚程降低，這對系統(tǒng)的正常運行時極其不利的，尤其是系統(tǒng)中最不利環(huán)路，將促使該環(huán)路的流量進一步減少，影響正常使用功能。造成工作點右移的原因主要有兩個方面：

1、首先是設計中水力計算采用過大的安全系數(shù)及不實際的壓降計算方法

2、其次是設計的系統(tǒng)未進行認真的水力平衡計算，而施工后又未進行嚴格的系統(tǒng)調試。因此，為使系統(tǒng)按設計工況運行，除應認真仔細地進行相關計算外，還應在選擇水泵時將水泵的工作點選擇在最佳工作點左側適當?shù)奈恢茫苑浪脤嶋H工作點超出一定范圍處于不經濟的運行狀況，影響系統(tǒng)正常運行。

來源：暖通空調在線論壇

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