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1、电液控制快速关断阀在汽轮机抽汽管路上的应用热电厂有两台C50 8.82/4.12型抽汽汽轮机组，其抽汽口位于汽轮机第二级之后，额定抽汽压力为4.12MPa ，温度 445 ，流量180t/h，抽汽管道的规格为 426mm 。汽轮机抽汽要求在汽轮机停机时能快速切断，否则蒸汽将沿抽汽管道倒流回汽轮机内，引发汽轮机超速等一系列恶性事故。1 采用水压式逆止阀存在的问题为了防止汽轮机抽汽管道蒸汽倒流，引发汽轮机事故的发生，我厂汽轮机抽汽管道上原安装使用的是水压式逆止阀，它主要由操纵座、逆止阀及相关控制管路三部分组成，其结构见图1。操纵座部分由操纵座壳体、活塞、阀杆、弹簧等组成；逆止阀与简单的升降式逆止阀
2、结构相似。需要说明的是，操纵座的阀杆与逆止阀的阀芯并不相连，两者是相互分离的。当汽轮机开机后需要抽汽时，电磁球阀断电关闭，操纵座活塞上部水压消失，活塞在弹簧力的作用下向上顶起，同时带动阀杆向上运动，这样阀杆即与逆止阀阀芯脱离。 此时， 蒸汽作用力将阀芯向上托起，蒸汽便经过逆止阀源源不断地供给热用户。当汽轮机停机时，电磁球阀得电开启，压力为1.5MPa的压力水进入操纵座活塞上部空间， 克服弹簧力， 将活塞连同阀杆压下，这样阀杆即对阀芯产生一个向下作用力。同时，由于汽轮机停机后，汽轮机进汽阀已切断，逆止阀前压力降低，逆止阀后压力大于逆止阀前压力，此压力差对阀芯产生一个向下作用力，这两个力共同作用促
3、使逆止阀关闭，切断了蒸汽的倒流通道。水压式逆止阀在使用过程中发现以下问题：(1) 由于阀体密封面口径大，制造精度不高， 阀门在关闭时间芯与阀座密合不好，不能有效地密封，总有蒸汽通过阀门倒流回汽轮机。(2) 关闭时动作不灵敏，甚至卡涩不能关闭。阀门关闭时间大于2S 。(3) 故障率高， 可靠性差。 长期使用表明， 操纵座活塞易卡涩，弹簧疲劳断裂，阀芯易卡涩等。2 电液联动快速关断阀针对以上水压逆止阀在使用过程中存在的问题，通过广泛的考察论证，选用更为可靠的电液联动快关蝶阀。此快速关闭阀是专为热电厂汽轮机设计的安全设备，可以有效地防止抽汽管道蒸汽倒流，电液控制快关阀主要由两部分组成，即阀门主体 (
4、三偏心金属锥面密封蝶阀)和电液控制系统，电液控制系统通过液压缸、齿轮齿条传动机构，使蝶阀在090范围内完成快关、慢关、慢开等一系列功能。2.1 阀门主体阀门主体采用三偏心金属锥面密封蝶阀，它主要由阀体、阀板、阀轴三部分构成，它的最大特点是采用了斜锥形椭圆密封机构，使密封副在360圆周面上各密封点正压力趋于均匀分布，实现了蝶阀在开启瞬间密封面即分离，关闭时接触即密封的效果， 所以达到了零泄漏。由于采用了上述斜锥形椭圆密封机构，大大减轻了蝶阀启闭瞬间磨擦扭矩力，阀门启闭轻松， 即使阀门在高低温的工作情况下，密封面略有变形， 也不会产生卡死现象，延长了密封副的使用寿命。三偏心金属锥面密封蝶阀的另一特
5、点是采用了可浮动的多层复合密封结构的金属密封环座，这种密封环座可以顺着阀板关闭时的推力适当调整其自身的位置，补偿了机构传动机构对密封面的影响， 消除了对密封面的损坏因素，延长了密封副的使用寿命，提高了金属硬密封蝶阀的密封效果和可靠性。2.2 电液控制系统图 2 是电液联动快速关断阀的电液控制系统的液压原理图。现对该电液控制系统及有关参数说明如下。(1) 该系统以L-HM46号抗磨液压油作为非工作介质，液压泵采用齿轮泵，电动机功率0.75kW。为了防止液压系统的故障，工作油液的清洁度不应低于NAS1638-9级，向油箱加油时需经过过滤装置，以避免油液污染。齿轮泵出口过滤器过滤精度为5m，应定期进
6、行清洗检查。(2) 在齿轮泵出口装有电接点压力表，其压力分别调整为上限16MPa ，下限为 14MPa ，即当油压低于14MPa时，电气控制系统使液压泵工作，当油压升到16MPa 时，电气控制系统使液压泵停止工作。保证了工作油压在14 16MPa 之间。溢流间采用直动式溢流阀，其调整压力为16.5MPa ，在此系统中作为安全阀使用。(3) 蓄能器采用皮囊式，所充气体为氮气，充气压力为6MPa 。它的主要作用是存储液压能量，当阀门需要快关时，系统在短时间内用油量很大，此时由蓄能器释放液压能， 并通过液压缸及传动机构迅速关闭阀门。为了保证快速关闭工作的可靠性，要定期检查蓄能器氮气的压力和泄漏情况。
7、(4) 阀门在快关至最后3 时，依靠液压缸内部设置的液压缓冲装置减轻阀板对阀座的冲击，延长了阀门使用寿命。(5) 该套液压系统除具有正常慢开、慢关、快关功能以外，为了防止阀门因长期不动而发生卡涩等异常现象，还专门设置了小行程范围内的阀门活动试验。即当阀门处于全开位时，不影响蒸汽流量的前提下，阀门缓慢关闭， 当关闭到试验位置时，阀门停止关闭，又重新开启至全开位置。(6) 为了保证控制阀有足够的通流能力，保证快关时间， 采用了两个大通径插装间来实现阀门的快关功能，在系统中，电磁阀2 用以控制两个插装阀的开启与关闭，从而控制了蝶阀的快关动作。在电磁2 失电情况下，电磁阀1 通过开门电磁铁 YVI 及
8、关门电磁铁YV2 控制阀门的慢速开启与关闭动作。当需要做阀门活动实验时 (此时阀门处于全开位置)，关门电磁铁YV2 得电，阀门慢速关闭，当关闭到达试验位置时，YV2 失电，同时，开门电磁铁YV1 得电阀门慢速开启，直到全开。两个液控单向阀构成锁紧回路，称作一液压锁，其作用是锁定液压缸位置，防止阀门因外力作用而改变开度。(7) 其电气控制系统即可以实现现场控制，又可以与汽轮机控制微机接口实现远程控制。 其快关功能还可与汽轮机停机信号联锁，即当汽轮机停机时，快关阀接受相应快关信号实现快关功能，避免了蒸汽倒流现象的发生。慢开：三位四通电磁换向阀1 的开阀电磁铁YN1 得电，电磁阀工作位置处于右位，压
9、力油经电磁阀1、液控单向阀、进入液压缸右腔，同时，液压缸左腔的油经液控单向阀、电磁阀1 回油箱，阀门缓慢开启，到达全开位置时，电磁铁YN1失电，电磁阀工作状态回复到中间位置，液压锁便锁定阀门在全开状态。慢关：三位四通电磁换向阀1 的关阀电磁铁YN2 得电，电磁阀的工作位置处于左位，压力油经电磁阀1 、液控单向阀、进入液压缸左腔，同时，液压缸右腔的油经液控单向阀、 电磁阀 1 回油箱， 阀门缓慢关闭， 达到全关位置时， 电磁铁 YN2失电，电磁阀回复到中间位置工作状态，锁压锁锁定阀门在全关状态。快关： 正常运行时， 电磁阀 2 的电磁铁YV3 处于失电状态，二位四通电磁阀2 工作状态处于右位，压
10、力油经电磁间作为控制油，使插装阀3 和插装阀4 处于关闭状态。当需要快关时，电磁阀2 的电磁铁YV3 得电，工作状态为左位，插装阀 3 和插装阀4 上部的控制油压消失，从蓄能器来的大量压力油打开插装阀3 进入液压缸左腔，同时液压缸右腔的油经插装阀4 回油箱，阀门快速关闭。快关后，电磁铁 YN3 失电。阀门活动试验：活动试验只能在阀门处于全开位置时进行，按“ 活动试验 ” 按钮，关门电磁铁YN2 得电，阀门缓慢关闭，待检测开关检测到试验位置时，关门电磁铁 YN2 失电，然后开门电磁铁YN1 得电，阀门开始缓慢开启，直至全开。3 结论该电液联动快速关闭蝶阀使用一年多来，启闭运行良好，关闭严密性好，无蒸汽泄漏，可靠性高，同时故障率极低。该阀关闭时间短，快关时动作迅速，经实验测定，用411型毫秒表计时，阀门快关时间为0.64s ，达到了使用要求。总之，电液联动快关蝶阀由于蝶阀采用了偏心金属锥形密封结构，密封性能达到了零泄漏， 特别是电液控制系统动作的灵敏、可靠， 能有效地防止管道由蒸汽的倒流，使汽轮机组的安全得到保证。
