1 引 言
国内某大型阀门厂生产的(C)HD(H)7BT41X一10、DN1800型液控蝶阀，用于国产300 MW 汽轮发电机组汽机循环水泵出口，起到截止阀和止回阀的双重作用，避免和减少循环水系统中水的倒流以及产生过大水锤和较大的压力波动、以保护水泵系统和机组真空免受破坏，在发电机组运行中起到十分重要的作用。
通过对淮北第二发电厂4台DN1800型液控蝶阀的运行情况调查发现，该蝶阀运行初期动作灵活可靠，液压开启、保压、泄压、关闭各阶段的操作灵活自如，连锁保护正常。但在机组连续运行1～1．5年后，经常出现阀门关闭指令发出、开启液压系统泄压后，阀门不能自动关闭现象，给机组的安全运行带来隐患。如果在循环水泵事故跳闸状态下，其液控蝶阀不能自动关闭，有造成两台机组真空破坏引起跳闸的可能。对同类型蝶阀的用户及电厂进行调查也有同样问题，并多次请制造方到现场检修解决这一问题，但运行到一定周期又会出现同样问题。
本文通过对该液控蝶阀不能自动关闭的原因进行分析，找出影响蝶阀自动关闭的主要原因，并介绍了一种通过加装液压自动关闭装置解决该蝶阀不能自动快速关闭的方法，为汽轮发电机组的安全运行、
减少非计划停运提供了可靠的保障。
2 原因分析
3 确定要因
通过阀门解体检查，制造方和现场工程技术人员对上述16个末端因素，逐一进行分析，最后确定阀芯门轴结水垢严重和重锤开启角度过大，导致重锤的关闭力矩小于阀芯门轴动作的所需力矩，是循环水出口蝶阀不能自动关闭的主要原因。
正常情况下，蝶阀重锤角度在零度时为全关位，90度为全开位。实践证实，该阀门重锤在75度左右时能够实现自动快速关闭，但是如果将75度定为阀门全开位，则影响循环水泵的出力，减少循环水流量，导致凝汽器真空下降，影响机组经济运行；同时还将影响到循环水泵出口蝶阀的自动复位功能。因此，如何消除阀芯门轴结水垢严重所引起的蝶阀不能自动关闭是解决问题的关键。
目前解决循环水泵出口蝶阀因卡涩不能自动关闭的问题，有以下两种解决办法：第一是更换进口电动快关球阀，但更换费用高达40多万元／台；第二是按照蝶阀制造制造厂的规定。在该蝶阀运行1～1．5年后，进行解体检修一次，但受现场条件所限(机组运行中无法有效隔离该阀门进行检修，机组停运时间短，该阀门解体检修时间又不够等)，只能随机组大修(4年一次)才能进行。通过上述分析和解决办法的比较，为了彻底解决循环水泵出口蝶阀因卡涩不能自动关闭的难题，结合现场实际，经过认真细致地研究，确定对该蝶阀液压控制系统进行技术改造。
4 改造方案的设计
4．1 自动关闭系统基本原理
如图1所示，通过加装液压自动关闭系统，在门轴支架上加装关闭双向液压缸(即双向液压千斤顶)，在重锤连杆上焊接一块顶板，将液压推杆与顶板有效接触。当蝶阀关闭指令发出后，关闭液压缸推杆能够自动推动重锤作自动关闭运动，使重锤克服阀门阀芯的最大静摩擦力，达到自动关闭的目的，同时液压推杆还能够自动退回到原始位置，对循环水泵出口蝶阀的下次开启不会产生任何影响。根据现场实际，确定液压缸行程L≥300mm(以关闭液压缸固定位置和重锤自动关闭的最佳角度确定)，最大推力N≤10 t(通过油泵出口溢流阀调节油压来实现)，推杆单程时间1≤ 2O s(满足蝶阀快速关闭时间的要求并通过油泵流量出力和液压缸直径的选择来实现)。
图1 液压自动关闭系统原理
图2 电气自动控制系统原理
4．2 自动关闭控制原理
如图2所示，该液压自动关闭系统的控制原理如下：在循环水泵停止运行或跳闸或出口蝶阀关闭指令发出，蝶阀开启和保压的液压缸电磁阀动作泄压到零的同时，液压关闭系统油泵自动连锁启动，同时油泵出I：I三通换向电磁阀“顶起”侧带电，关闭系统高压油通过“顶起”侧油管作用于关闭液压缸，使关闭液压推杆推动重锤作蝶阀关闭运动。当蝶阀重锤从9O度全开位运动到75度时，该行程开关反馈信号给油泵出口三通换向电磁阀发出换向切换指令，使“复位”侧电磁阀带电，高压油通过“复位”侧电磁阀油管作由于关闭液压缸，使液压缸推杆自动退回到原始位置。然后，关闭液压系统油泵通过延时继电开关自动停止运行，从而完成一次液压自动关闭过程。设计中为了便于系统安装后的调试，设计加装了手动操作开关，实现了手动启动和手动复位功能。
4．3 安全技术要点
4．3．1 安全技术措施
本设计方案是在原来蝶阀液压开启系统的基础上增加的液压自动关闭系统，如何防止发生开启液压机和关闭液压机构相互作用，造成设备损坏，设计中必须采取有效的安全技术保证措施：第一，液压自动关闭系统油泵应该在开启液压缸未泄压到零时启动闭锁(手动操作也应具有启动闭锁保护)；第二，设计中必须考虑重锤上的焊接顶板必须具有机械保护作用，为此，顶板与重锤连杆之间的焊接强度以满足蝶阀关闭的最大静摩擦即可，切不可将顶板与重锤连杆之间焊接强度加大，此处的薄弱环节在液压关闭系统失灵或误操作时，能够将顶板与重锤连杆之间的焊逢剪掉，同时顶板的厚度选择应该合适(15mm左右)，这样能够起到机械保护作用，第三，因为开启液压缸在蝶阀开启过程中需要有一定的摆动角度，所以关闭液压缸固定的位置不要影响开启液压缸的自由摆动，为此，关闭液压缸应固定在门轴支架的侧面。上述三项安全技术措施是保证此项技术改造成功必要条件。
4．3．2 液压元件的可靠性
为了保证液压关闭系统动作可靠，所有液压元件的额定工作压力应大于20 MPa，液压站工作压力小于10 MPa，高压油泵选用齿轮油泵或柱塞式油泵，电磁换向阀及溢流阀应选用质量可靠产品。
4．3．3 巩固措施
及时修改运行操作规程和加强运行人员培训，每次在阀门开关操作时，运行人员应及时检查确认该阀门动作情况，并做好记录。无论在循环水泵正常工作状态或在备用状态下，液压关闭系统的操作把手均应置于“自动”位置，只有在设备检修状态下或在事故状态下方可切到“手动”位，否则，在循环水泵在跳闸情况下，蝶阀液压自动关闭系统就不能起到自动关闭作用，其后果可能导致蝶阀不能关闭而造成机组被迫停运。
5 实施结果
从2004年3月15日至2004年4月15日，对淮北第二发电厂两台机组4台循环水泵出口液控蝶阀采用上述方案进行了改造，实施结果完全能够达到阀门的自动快速关闭的要求，连锁保护动作符合设计要求，有效地解决了液控蝶阀阀芯门轴结水垢严重所引起的蝶阀不能自动关闭问题。
在机组迎峰度夏期间，由于环境温度和循环水温度的影响，为了调节机组的真空度，经常需要通过启停循环水泵，经过运行记录统计表明，淮北第二发电厂从2004年6月到2004年1O月共计启停循环水泵34次，其出口蝶阀正确动作合格率为100 9／5。
为机组的安全经济运行起到了十分重要的作用。与同期相比，2003年机组迎峰度夏期间，循环水泵启停次数为21次，蝶阀能够自动关闭的合格次数仅有l1次，1号，2号，3号循环水泵出口蝶阀因卡涩不能自动关闭的情况尤为严重。每次循环水泵停运前，都需要人工用大锤振动或人工撞钟式将蝶阀重锤关闭下去，同时，由于这种情况，机组的真空度也很少通过启停循环水泵来调节，有时循环水流量过大，造成厂用电率不必要的升高，影响了机组的安全经济运行。从改造后的一年多来的实际应用情况看，该液压自动关闭装置，已经成为该蝶阀正常运行不可缺少的一部分，运行可靠。
6 经济性分析
6．1 此项改造投资少见效快，节约设备更换费用：如果更换进口DN1800型液控蝶阀的设备费用高达4O多万元／台，而加装液压自动关闭装置的全部改造费用仅3万元／台。节约了设备改造资金达100多万元，大大降低了生产成本。此外，改造成功后，提高了机组调节最佳真空度的能力，提高了机组运行的经济性。同时，有效避免了每次因蝶阀故障影响机组真空造成停机事故而产生的经济损失80多万元。
6．2 此项改造延长了设备检修周期，提高设备可靠性：原制造厂家要求该阀门的检修周期为l～1．5年／次，但是现场的实际情况，由于隔离措施不能满足短期检修的要求，往往不能按期进行解体大修，只有4年一次检修。通过对蝶阀液压控制系统进行改造，有效地解决了这一问题，延长蝶阀的检修周期到4年一次(与机组大修周期一致)，每年可减少设备检修费用达l0万元。同时提高了设备运行的可靠性，又为机组安全运行创造了良好的环境。
7 结论
通过对DN1800型循环水泵出口蝶阀液压控制系统进行技术改造，有效的解决了循环水泵出口蝶阀由于长期运行中出现的卡涩而不能自动关闭的问题，保证了循环水泵出口蝶阀的正确快速关闭，并使其检修周期由原来的l～1．5年延长到与机组的检修周期一致，为300 Mw 汽轮发电机组的安全运行、减少非计划停运提供了可靠保障。此项技术改造具有一定的推广应用价值。
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