景電工程泵站出水液控蝶閥集中控制式液壓系統的應用

2013-06-05 繆中玉景電管理局

　　景電二期工程總干渠共建有13座泵站，水泵出口安裝有出水控制用液壓控制蝶閥，閥門的開啟與關閉,由其自身配置的液壓控制系統控制。針對運行中存在的缺陷和不足，提出了一種可靠性、自動化程度要求高的新型蝶閥液壓控制系統，實現了自動化監控,完全滿足工程運行和管理需要。

前言

　　景泰川電力提灌灌溉工程位于甘肅省景泰縣境內，是一項為改變景、古兩縣干旱缺水面貌，改善農業生產基本條件，發展農業生產和多種經營，解決群眾溫飽的翻身工程。該工程共計泵站43座，總裝機容量26.02萬kW，最大提水高度602m，灌溉面積80萬畝，以其流量大，揚程高，經濟效益和社會效益顯著而列入中華之最，引世人矚目。

　　景電二期工程總干渠共建有13座泵站，每個泵站安裝的水泵機組均在10～12臺之間，每臺水泵出口都安裝了出水控制用液壓控制蝶閥。這種閥門開關靈活可靠，既是水泵出口的操作閥，又是防止水泵事故倒轉的控制設備。尤其是在揚程高、流量大、管道長的泵站，當正常停機或事故停電時，可按預先調定的參數自動進行快關和慢關，因而能有效地控制水泵倒轉和水錘升壓，以保護管路和設備的安全，是目前大型揚水工程中普遍選用的一種先進的水泵出口控制閥。

　　這種閥門開啟與關閉，由其自身配置的液壓控制系統控制，簡稱液壓站。在使用過程中，存在以下缺陷和不足：配有一套電動油泵，當電機或油泵發生故障或損壞后，需要通過手搖泵人力手動開啟蝶閥，費時費力;各種液壓控制閥件，內泄、外漏嚴重，可靠性差;每臺蝶閥配置一套液壓站，成本較高;維護、檢修工作量大，費用高。

　　針對上述缺陷和不足，真空技術網(http://shengya888.com/)認為開發和研制一種可靠性、自動化程度要求高的新型蝶閥液壓控制系統，成為工程管理急待解決的課題。1994 年經甘肅省景電工程指揮部批準立項，并與甘肅工業大學流體工程系合作開發研制了泵站出水液控蝶閥集中控制液壓系統。1996年樣機試制成功，安裝在景電工程二期總干三泵站進行試運轉觀測。經過兩年的運行觀測，對設計上不甚合理的地方作了改進。改進后，系統運行平穩，可靠性高，并實現了自動化監控，完全滿足工程運行和管理需要。

1、結構特點

1.1、組成

　　集中控制式液壓系統由液壓動力站、機組控制塊、供油管路、回油管路、液壓油缸等組成。

　　液壓動力站上設置有：兩套電動油泵4、6、溢流閥8、單向閥7、調速閥10、濾油器9、壓力表11、油箱及配套管路(圖1)。

圖1 液壓動力站結構

　　機組控制塊上設置有：二位二通電磁換向閥1DT13、單向閥14、常閉手動截止閥16、常開手動截止閥16、電磁單向閥2DT 15、快關節流閥17、排氣閥、壓力表23(圖 2)。

圖2 機組控制塊

　　供、回油管路材質為無縫鋼管，供油管路上設有手動截止閥12，回油管路上設有手動截止閥18。

　　液壓油缸20上設置有快(慢)關角度調節閥、慢關節流閥、油缸油管19。

1.2、各部件功用

　　兩套電動油泵互為備用，當一套電機或油泵出現故障或需要維護時，自動切換投運至備用油泵。

　　溢流閥有兩個方面的作用，一是用來調定系統最高工作壓力，二是當系統出現故障，壓力高于調定的最高工作壓力時，用來卸荷。

　　液壓動力站上的單向閥用來防止當一臺油泵工作運行時，油液從另一臺油泵流回油箱。機組控制塊上的單向閥用來防止油液倒流，造成閥門卸壓掉錘。調速閥用來調定系統開閥時間。濾油器用來過濾潔凈系統油液。

　　液壓動力站上的壓力表用來顯示調定系統最高工作壓力和正常工作時系統總的壓力。機組控制塊上的壓力表用來顯示機組工作壓力。

　　二位二通電磁換向閥1DT安裝于開閥回路，用于通斷油液。帶電時油道打開，允許油液通過;失電時油道關閉，截止油液。當接受到開啟由其控制的蝶閥信號時帶電，打開進油油道，允許油液通過，當閥門全開后失電，其處于截止狀態，開啟其它閥門的壓力油液不能通過。

　　電磁單向閥2DT安裝于關閥回路，用于通斷油液。帶電時油道關閉，截止油液;失電時油道打開，允許油液通過。當接受到關閉由其控制的蝶閥信號時，失電，打開回油油道，允許油液通過，當閥門全關后帶電，其處于截止狀態，為下次開啟蝶閥做好準備。

　　常閉手動截止閥與電磁單向閥2DT為并聯回路，當電磁單向閥2DT故障時，打開其用來關閉閥門。

　　常開手動截止閥與電磁單向閥 2DT為串聯回路，其作用有二：一是蝶閥運行時，當電磁單向閥2DT出現故障，用來檢修電磁單向閥 2DT;二是在開啟蝶閥時，電磁單向閥2DT出現故障，關閉其用來開啟蝶閥。快關節流閥用來調定蝶閥快關時間。液壓油缸用來推動閥軸帶動閥板旋轉，實現蝶閥開啟和關閉，其上設置的快(慢)關角度調節閥用來調定蝶閥快關角度及慢關角度;慢關節流閥用來調定蝶閥慢關時間。

　　供、回油管路上的手動截止閥作用是當機組控制塊需要維護和檢修時，截止管路內的油液。

2、工作原理

　　圖3為液壓系統原理圖。

圖3 液壓系統原理圖

2.1、開啟閥門

　　中心調度室發出開閥指令，液壓動力站電機④運轉，將電能轉換為機械能帶動油泵⑥運轉，油泵將機械能轉換為壓力能，供給系統壓力油液。壓力油液經單向閥⑦、調速閥⑩、濾油器⑨至供油管路，通過供油管路至機組控制塊。

　　油液至機組控制塊后，經二位二通電磁換向閥 1DT13、單向閥14、油缸油管19進入油缸20下腔，推動活塞運動，將壓力能轉換為機械能。活塞運動時，推動蝶閥重錘拐臂旋轉，重錘拐臂旋轉時帶動閥軸及閥板按照開閥方向旋轉，達到90°時，實現閥門全開，并將機械能轉化為勢能，儲存于重錘，為關閉蝶閥做好準備。

2.2、關閉閥門

　　中心調度室發出關閥指令，電磁單向閥2DT輥輳訛接受到信號后失電，打開回油油道，重錘在勢能的作用下，自動下落，通過拐臂帶動閥軸、閥板按照關閥方向旋轉，將勢能轉換為機械能。拐臂旋轉時，推動活塞運動，將機械能轉換為壓力能。油缸下腔內的油液在壓力能的作用下，通過油缸油管19、快關節流閥17至機組控制塊。油液至機組控制塊后，通過電磁單向閥2DT15、常開手動截止閥16至回油管路，通過回油管路流回油箱，實現閥門關閥。閥門關閥后，電磁單向閥2DT15自動帶電，關閉油道，為下次開啟蝶閥做好準備。