景電工程泵站出水液控蝶閥集中控制式液壓系統(tǒng)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(guān)閉,由其自身配置的液壓控制系統(tǒng)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(tǒng)，實現(xiàn)了自動化監(jiān)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(nèi)，是一項為改變景、古兩縣干旱缺水面貌，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和多種經(jīng)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(jīng)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(guān)靈活可靠，既是水泵出口的操作閥，又是防止水泵事故倒轉(zhuǎn)的控制設(shè)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(diào)定的參數(shù)自動進行快關(guān)和慢關(guān)，因而能有效地控制水泵倒轉(zhuǎn)和水錘升壓，以保護管路和設(shè)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(guān)閉，由其自身配置的液壓控制系統(tǒng)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(fā)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(nèi)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(shù)網(wǎng)(http://m.mp99x.cn/)認為開發(fā)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(tǒng)，成為工程管理急待解決的課題。1994 年經(jīng)甘肅省景電工程指揮部批準立項，并與甘肅工業(yè)大學流體工程系合作開發(fā)研制了泵站出水液控蝶閥集中控制液壓系統(tǒng)。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(zhuǎn)觀測。經(jīng)過兩年的運行觀測，對設(shè)計上不甚合理的地方作了改進。改進后，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，可靠性高，并實現(xiàn)了自動化監(jiān)控，完全滿足工程運行和管理需要。

1、結(jié)構(gòu)特點

1.1、組成

　　集中控制式液壓系統(tǒng)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(shè)置有：兩套電動油泵4、6、溢流閥8、單向閥7、調(diào)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(jié)構(gòu)

　　機組控制塊上設(shè)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(guān)節(jié)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(zhì)為無縫鋼管，供油管路上設(shè)有手動截止閥12，回油管路上設(shè)有手動截止閥18。

　　液壓油缸20上設(shè)置有快(慢)關(guān)角度調(diào)節(jié)閥、慢關(guān)節(jié)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(xiàn)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(diào)定系統(tǒng)最高工作壓力，二是當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，壓力高于調(diào)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(diào)速閥用來調(diào)定系統(tǒng)開閥時間。濾油器用來過濾潔凈系統(tǒng)油液。

　　液壓動力站上的壓力表用來顯示調(diào)定系統(tǒng)最高工作壓力和正常工作時系統(tǒng)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(guān)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(tài)，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(guān)閥回路，用于通斷油液。帶電時油道關(guān)閉，截止油液;失電時油道打開，允許油液通過。當接受到關(guān)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(guān)后帶電，其處于截止狀態(tài)，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(lián)回路，當電磁單向閥2DT故障時，打開其用來關(guān)閉閥門。

　　常開手動截止閥與電磁單向閥 2DT為串聯(lián)回路，其作用有二：一是蝶閥運行時，當電磁單向閥2DT出現(xiàn)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(xiàn)故障，關(guān)閉其用來開啟蝶閥。快關(guān)節(jié)流閥用來調(diào)定蝶閥快關(guān)時間。液壓油缸用來推動閥軸帶動閥板旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)蝶閥開啟和關(guān)閉，其上設(shè)置的快(慢)關(guān)角度調(diào)節(jié)閥用來調(diào)定蝶閥快關(guān)角度及慢關(guān)角度;慢關(guān)節(jié)流閥用來調(diào)定蝶閥慢關(guān)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(nèi)的油液。

2、工作原理

　　圖3為液壓系統(tǒng)原理圖。

圖3 液壓系統(tǒng)原理圖

2.1、開啟閥門

　　中心調(diào)度室發(fā)出開閥指令，液壓動力站電機④運轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能帶動油泵⑥運轉(zhuǎn)，油泵將機械能轉(zhuǎn)換為壓力能，供給系統(tǒng)壓力油液。壓力油液經(jīng)單向閥⑦、調(diào)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(jīng)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(zhuǎn)換為機械能�；钊\動時，推動蝶閥重錘拐臂旋轉(zhuǎn)，重錘拐臂旋轉(zhuǎn)時帶動閥軸及閥板按照開閥方向旋轉(zhuǎn)，達到90°時，實現(xiàn)閥門全開，并將機械能轉(zhuǎn)化為勢能，儲存于重錘，為關(guān)閉蝶閥做好準備。

2.2、關(guān)閉閥門

　　中心調(diào)度室發(fā)出關(guān)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(guān)閥方向旋轉(zhuǎn)，將勢能轉(zhuǎn)換為機械能。拐臂旋轉(zhuǎn)時，推動活塞運動，將機械能轉(zhuǎn)換為壓力能。油缸下腔內(nèi)的油液在壓力能的作用下，通過油缸油管19、快關(guān)節(jié)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(xiàn)閥門關(guān)閥。閥門關(guān)閥后，電磁單向閥2DT15自動帶電，關(guān)閉油道，為下次開啟蝶閥做好準備。