循环水泵出口的蝶阀运行常见故障分析

沙A电厂200MW和300MW发电机组的循环水泵出口调节阀均采用重锤式液控止回蝶阀，它能与循环水泵联动控制，蝶阀预开15°后可启动循环水泵。开启后液压驱动系统自动保压，使重锤不下降。即使液压系统中有轻微漏油，使重锤下跌超过15°，电控系统也可联动油泵电机补油，保持油压。当循环水泵关闭时，蝶阀联动关闭，分快关和慢关二阶段关闭，作用是可防止关阀时管路中水锤压力上升的冲击，缓冲保护管路，防止循环水泵倒转。由于此类蝶阀可起到止回和截止的功能，能有效防止水锤，并且有泵阀联动，安全可靠等诸多优点，自从投产以来，在水、火力发电厂、公共供排水、化工冶金等行业中得到广泛的应用。近年来逐步发展有防海水型、防泥砂型、锁定型、无重锤型、蝶板三维偏心结构等形式和结构。但基本控制方式都是采用电液控制，其液压系统的特点是原理简单、可靠、检修方便。

2工作原理

2.1以KD741X-6V型蝶阀为例，液压原理

2.2液压原理简述

2.2.1开阀

启动油泵电机，油泵运转，液压油经滤网、油泵、调速阀、单向阀及高压胶管进入摆动油缸，推动油缸中大小活塞称动，没通过调速阀的多余液压油经溢流阀流回油箱。油缸活塞带动与之相连接的连接头使重锤升起，并同时带动阀轴使蝶板转动，实现开启。调节调速阀可得到予定的开启速度。此运动过程，手动阀为开状态，电磁阀为关位置，旁路手动阀为关的位置。

2.2.2关阀

电磁阀通电，电磁阀打开，在重锤的作用下，油缸内的压力油经快、慢关角度调节阀、快关调节阀，慢关调节阀及高压胶管、常开的手动阀和电磁阀流入油箱，利用重锤的势能带动蝶板关闭实现关阀。关阀程序中的快关，慢关时间和快、慢关角度由油缸的快关调节阀，慢关调节阀和快、慢关角度调节阀来调定。

2.2.3全开后自动保

为保证油缸长期工作时，压力不低于所需的油压力，使重锤不至于因油压力过低而下降，因此在液压系统油路中并联一弹簧式蓄能器。一般情况下，蓄能器的压油压力为额定值，当系统微量内漏时，蓄能器可向系统补油。当液压系统泄漏引起蝶阀关闭，蝶板关至75°时，电控系统自动接通电源使油泵再启动打开蝶板至90°。当系统出现严重泄漏，油泵输出油不能维持蝶阀开启，蝶板关至15°时，则联动停循环水泵电源。避免损坏水泵和管路。

3使用中一些常见问题的探讨

旁路（卸油）阀和手动阀这两个阀门的外形和结构形式是一样的。当蝶阀正常运行时旁路卸油阀应在常关状态，电磁阀前的手动阀应在常开状态。如果误把电磁阀前手动阀关闭了，当蝶阀需关闭时，油压油就无法通过电磁阀卸油了，蝶阀也就无法自动关闭。特别需指出的是电磁阀有正作用型和反作用型两种型式，正作用型电磁阀是指在蝶阀开启情况下，电磁阀常带电，当电磁阀失电时，蝶阀关闭。反作用型电磁阀是指在蝶阀开启时，电磁阀不带电，当电磁阀得电时，蝶阀关闭。后者更适合电厂采用，因为电厂有稳定的控制电源，电磁阀可保证随时得电打开，也能避免因电源误断电引起蝶阀关闭联动跳泵。

4检修中常见缺陷的处理方法和探讨

蝶阀液压系统检修中常见缺陷是漏油，包括内外漏油。造成外漏的原因主要是密封部件损坏，近年来由于更换了耐油橡胶密封材料，并且加强大、小修的定期维护，运行中外漏现象基本杜绝。造成内漏的主要原因是各液压控制阀的密封口（线密封）被划伤所致，而造成密封口划伤主要是由于系统中有杂质，积聚在密封口上被挤压后使其留下痕迹，破坏密封线，从而影响密封性。

内漏造成的故障现象是多种的，但是引起故障现象的原因并不仅只是内漏，还有可能是电控回路的故障，这往往需要与电修人员一起检查判别。分析判别内漏故障点的方法主要是根据原理图，采用逐个分析判别排除法进行。我们总结出“故障分析树图”的方法，把缺陷现象从易到难地排查，判定原因直到最后排除故障的整个过程用树图的形式一一列出，可清晰、方便地判定故障点。现列举出二种常见故障分析。避免内漏的一个行之有效的方法是定期清理油箱，过滤压力油，注油时经过严格过滤，检修中避免使用带棉纱头的碎布，这些措施都能保证油的清洁度。目前各蝶阀油系统维护周期是一年，基本能满足设备健康运行。

摆动油缸的大小活塞电镀层崩缺是近年检修中发现的另一个主要缺陷，估计原因是使用时间长镀层不牢固疲劳脱落。镀硬铬层脱落后粗糙的活塞壁体，将会加剧密封圈的磨损，严重时引起内漏。处理方法是退去镀铬层，重新镀硬铬，重新镀层厚度可在0.10~0.15mm之间。重新电镀处理有退铬，补焊，校中心，粗、精启等工艺。蝶阀液压系统检修后阀门开启不了的缺陷，多数原因是由于调速阀或溢油阀行程错位所致。事实上调速阀（调节油流量）、溢油阀（调节系统最高压力）等液压控制阀在一次调定后就无需再调整了。

液压系统外漏也曾是一个主要故障点。主要表征是摆动油缸和各调节阀渗漏油，发生严重爆漏时，系统油压将无法维持而引起跳泵。通过开展QC活动，统计循环水泵出口蝶阀故障次数，利用柏拉图80~20%原则分析主要故障发生在液压系统外漏，并用鱼骨图分析外漏的主要原因是液压系统密封圈材质选用不当老化和缺乏维护二大因素。在检修中将容易老化的聚氨脂材质的密封件更换为耐油丁腈橡胶材质，并加强维护，坚持每个大修期更换全部密封件，每个小修期进行换油滤油和检查调试。经过PDCA循环活动，我厂12台循环水泵出口蝶阀的机械故障率从1.25次/台年降低至0.2次/台年，大大提高循环水泵出口蝶阀的运行可靠性和健康水平。

螺纹连接阀门

这种连接通常是将阀门进出端部加工成锥管或直管螺纹，可使其连接到锥管螺纹接头或管路上。由于这种连接可能出现较大的泄漏沟道，故可用密封剂、密封胶带或填料来堵塞这些沟道。如果阀体的材料是可以焊接的，但膨胀系数差异很大，或者工作温度的变化幅度范围较大，螺纹连接部必须进行蜜封焊。螺纹连接的阀门主要是公称通经在50mm以下的阀门。如果通径尺寸过大，连接部的安装和密封十分困难。为了便于安装和拆卸螺纹连接的阀门，在管路系统的适当位置上可用管接头。公称通径在50mm以下的阀门可使用管套节作为管接头，管套节的螺纹将连接的两部分连接在一起。

法兰连接阀门

法兰连接的阀门，其安装和拆卸都比较方便。但是比螺纹连接的阀门笨重，相应价格也价高。故它适用于各种通径和压力的管道连接。但是，当温度超过350度时，由于螺栓、垫片和法兰一变松弛，也明显地降低螺栓的负荷，对受力很大的法兰连接可能产生泄漏。

焊接连接阀门

这种连接适用于各种压力和温度，在较荷刻的条件下使用时，比法兰连接更为可靠。但是焊接连接的阀门拆卸和重新安装都比较困难，所以它的使用限于通常能长期可靠地运行，或使用条件荷刻、温度较高的场合。如火力发电站、核能工程、乙烯工程的管道上。公称通径在50mm以下的焊接阀门通常具有焊接插口来承接荷平面端的管道。由于承插焊接在插口与管道间形成缝隙，因而有可能使缝隙受到某些介质的腐蚀，同时管道的振动会使连接部位疲劳，因此承插焊接的使用受到一定的限制。在公称直径较大，使用条件荷刻，温度较高的场合，阀体常采用坡口对焊接，同时，对焊接缝有原格要求，必须选用技术过硬的焊工完成此项工作。

对空调循环水泵的容量、台数、水泵最佳工作点的选择以及技术经济分析展开探讨，阐述应如何选择水泵，以保证空调系统运行良好，减少电力消耗。

造成空调循环水泵容量过大故障的原因

循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题，其容量常常达到实际需要的二至四倍，造成工程投资和运行费用的严重浪费。其主要原因如下：

1、设计冷负荷偏大：

设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以，正确地计算建筑冷负荷对整个空调系统的设计十分重要。目前，教科书及设计手册中提供的空调负荷计算方法，不论是计算围护结构的墙壁负荷，还是门窗负荷，其计算结果都是针对某一具体房间而言。然而，空调系统设备容量是依据整个建筑的冷负荷确定。由于建筑内各房间的朝向、位置、使用功能及其发热源等因素的不同，往往造成各房间最大冷负荷出现的时间并不相同。因此，建筑冷负荷的最大值，应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。据调查，在我国有部分设计人员，在计算建筑冷负荷时，只是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加，导致计算结果远大于实际需求负荷。所以，我们必须对此给予足够的重视，使设计负荷的确定更加合理正确。

2、系统循环阻力偏大

在计算系统循环阻力时，由于设计人员经验不足，使得一些计算参数取值过于保守，造成循环阻力计算值偏大，更有甚者，在施工图设计阶段采用估算方法确定循环阻力，致使计算循环阻力比实际值大一倍以上。空调系统充满水才能运行，水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此，所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而，有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内，这当然会使循环水泵的容量增大很多。

3、系统静压问题

空调系统充满水才能运行，水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此，所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而，有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内，这当然会使循环水泵的容量增大很多。

4、系统水力平衡问题

由于设计时，不认真进行系统的水力平衡计算，工程竣工后又未按要求进行全面调试，往往造成系统水力失调，系统出现冷热不均的现象。有些技术人员错误地认为造成此现象的原因是循环水泵的容量太小，结果只简单地采用加大水泵的方法解决了之，自然也就使水泵容量增大。

设计水泵工作点沿水泵特性曲线向右偏移的原因

在水泵工作点向右偏移时，循环水泵所产生的扬程降低，这对系统的正常运行是极其不利的，尤其是系统中最不利环路，将促使该环路的流量进一步减少，影响正常使用功能。造成工作点右移的原因主要有两个方面：

1、设计中，水力计算采用过大的安全系数及不实际的压降计算方法。

2、设计的系统未进行认真的水力平衡计算，而施工后又未进行严格的系统调试。因此，为使系统按设计工况运行，除应认真仔细地进行相关计算外，还应在选择水泵时，将水泵的工作点选择在最佳工作点左侧适当的位置，以防水泵实际工作点超出一定范围处于不经济的运行状况，影响系统正常运行。

来源：暖通空调

空调循环水泵的容量、台数、水泵最佳工作点的选择以及技术经济分析展开探讨，阐述应如何选择水泵，以保证空调系统运行良好，减少电力消耗。

一、造成空调循环水泵容量过大故障的原因：

循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题，其容量常常达到实际需要的2-4倍，造成工程投资和运行费用的严重浪费。其主要原因如下：

1设计冷负荷偏大：

设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以正确地计算建筑冷负荷对整个空调系统的设计十分重要。目前，教科书及设计手册中提供的空调负荷计算方法不论是计算围护结构的墙壁负荷，还是门窗负荷，其计算结果都是针对某一具体房间而言。然而，空调系统设备容量是依据整个建筑的冷负荷确定。由于建筑内各房间的朝向、位置、使用功能及其发热源等因素的不同，往往造成各房间最大冷负荷出现的时间并不相同。因此，建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。据调查在我国有部分设计人员在计算建筑冷负荷时只是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加，导致计算结果远大于实际需求负荷。所以我们必须对此给予足够的重视，使设计负荷的确定更加合理正确。

2系统循环阻力偏大：

在计算系统循环阻力时，由于设计人员经验不足，使得一些计算参数取值过于保守，造成循环阻力计算值偏大，更有甚者，在施工图设计阶段采用估算方法确定循环阻力，致使计算循环阻力比实际值大一倍以上。空调系统充满水才能运行，水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此，所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而，有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内，这当然会使循环水泵的容量增大很多。

3系统静压问题：

空调系统充满水才能运行，水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此，所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而，有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内，这当然会使循环水泵的容量增大很多。

4系统水力平衡问题：

由于设计时不认真进行系统的水力平衡计算，工程竣工后又未按要求进行全面调试，往往造成系统水力失调，系统出现冷热不均的现象。有些技术人员错误地认为造成此现象的原因是循环水泵的容量太小，结果只简单地采用加大水泵的方法解决了之，自然也就使水泵容量增大。　　

二、设计水泵工作点沿水泵特性曲线向右偏移的原因：

在水泵工作点向右偏移时，循环水泵所产生的扬程降低，这对系统的正常运行时极其不利的，尤其是系统中最不利环路，将促使该环路的流量进一步减少，影响正常使用功能。造成工作点右移的原因主要有两个方面：

1、首先是设计中水力计算采用过大的安全系数及不实际的压降计算方法

2、其次是设计的系统未进行认真的水力平衡计算，而施工后又未进行严格的系统调试。因此，为使系统按设计工况运行，除应认真仔细地进行相关计算外，还应在选择水泵时将水泵的工作点选择在最佳工作点左侧适当的位置，以防水泵实际工作点超出一定范围处于不经济的运行状况，影响系统正常运行。

来源：暖通空调在线论坛

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