景電工程泵站出水液控蝶閥集中控制式液壓系統的應用

　　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(mén)的開(kāi)啟與關(guān)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(dòng)化程度要求高的新型蝶閥液壓控制系統，實(shí)現了自動(dòng)化監控,完全滿(mǎn)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(yè)生產(chǎn)基本條件，發(fā)展農業(yè)生產(chǎn)和多種經(jīng)營(yíng)，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(wàn)kW，最大提水高度602m，灌溉面積80萬(wàn)畝，以其流量大，揚程高，經(jīng)濟效益和 社會(huì )效益顯著(zhù)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(gè)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(mén)開(kāi)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的控制設備。尤其是在 揚程高、流量大、管道長(cháng)的泵站，當正常停機或事故停電時(shí)，可按預先調定的參數自動(dòng)進(jìn)行快關(guān)和慢關(guān)，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(jìn)的水泵出口控制閥。

　　這種閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉，由其自身配置的液壓控制系統控制，簡(jiǎn)稱(chēng)液壓站。在使用過(guò)程中，存在以下缺陷和不足：配有一套電動(dòng)油泵，當電機或油泵發(fā)生故障或損壞后，需要通過(guò)手搖泵人力手動(dòng)開(kāi)啟蝶閥，費時(shí)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(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為開(kāi)發(fā)和研制一種可靠性、自動(dòng)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(jīng)甘肅省景電工程指揮部批準立項，并與甘肅工業(yè)大學(xué)流體工程系合作開(kāi)發(fā)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(jìn)行試運轉觀(guān)測。經(jīng)過(guò)兩年的運行觀(guān)測，對設計上不甚合理的地方作了改進(jìn)。改進(jìn)后，系統運行平穩，可靠性高，并實(shí)現了自動(dòng)化監控，完全滿(mǎn)足工程運行和管理需要。

1、結構特點(diǎn)

1.1、組成

　　集中控制式液壓系統由液壓動(dòng)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(dòng)力站上設置有：兩套電動(dòng)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(dòng)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(dòng)截止閥16、常開(kāi)手動(dòng)截止閥16、電磁單向 閥2DT 15、快關(guān)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(zhì)為無(wú)縫鋼管，供油管路上設有手動(dòng)截 止閥12，回油管路上設有手動(dòng)截止閥18。

　　液壓油缸20上設置有快(慢)關(guān)角度調節閥、慢關(guān)節流閥、油缸油管19。

1.2、各部件功用

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

　　溢流閥有兩個(gè)方面的作用，一是用來(lái)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(shí)，用來(lái)卸荷。

　　液壓動(dòng)力站上的單向閥用來(lái)防止當一臺油泵工作運行時(shí)，油液從另一臺油泵流回油箱。機組控制塊上的單向閥用來(lái)防止油液倒流，造成閥門(mén)卸壓掉錘。調速閥用來(lái)調定系統開(kāi)閥時(shí)間。濾油器用來(lái)過(guò)濾潔凈系統油液。

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

　　二位二通電磁換向閥1DT安裝于開(kāi)閥回路，用于通斷油液。帶電時(shí)油道打開(kāi)，允許油液通過(guò);失電時(shí)油道關(guān)閉，截止油液。當接受到開(kāi)啟由其控制的蝶閥信號時(shí)帶電，打開(kāi)進(jìn)油油道，允許油液通過(guò)，當閥門(mén)全開(kāi)后失電，其處于截止狀態(tài)，開(kāi)啟其它閥門(mén)的壓力油液不能通過(guò)。

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

　　常閉手動(dòng)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(shí)，打開(kāi)其用來(lái)關(guān)閉閥門(mén)。

　　常開(kāi)手動(dòng)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(shí)，當電磁單向閥2DT出現故障，用來(lái)檢修電磁單向閥 2DT;二是在開(kāi)啟蝶閥時(shí)，電磁單向閥2DT出現故障，關(guān)閉其用來(lái)開(kāi)啟蝶閥。 快關(guān)節流閥用來(lái)調定蝶閥快關(guān)時(shí)間。 液壓油缸用來(lái)推動(dòng)閥軸帶動(dòng)閥板旋轉，實(shí)現蝶閥開(kāi)啟和關(guān)閉，其上設置的快(慢)關(guān)角度調節閥用來(lái)調定蝶閥快關(guān)角度及慢關(guān)角度;慢關(guān)節流閥用來(lái)調定蝶閥慢關(guān)時(shí)間。

　　供、回油管路上的手動(dòng)截止閥作用是當機組控制塊需要維護和檢修時(shí)，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(kāi)啟閥門(mén)

　　中心調度室發(fā)出開(kāi)閥指令，液壓動(dòng)力站電機④運轉，將 電能轉換為機械能帶動(dòng)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(jīng)單向閥⑦、調速閥⑩、 濾油器⑨至供油管路，通過(guò)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(jìn)入油缸20下腔，推動(dòng)活塞運動(dòng)，將壓力能轉換為機械能�；钊�運動(dòng)時(shí)，推動(dòng)蝶閥重錘拐臂旋轉，重錘拐臂旋轉時(shí)帶動(dòng)閥軸及閥板按照開(kāi)閥方向旋轉，達到90°時(shí)，實(shí)現閥門(mén)全開(kāi)，并將機械能轉化為勢能，儲存于重錘，為關(guān)閉蝶閥做好準備。

2.2、關(guān)閉閥門(mén)

　　中心調度室發(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(kāi)回油油道，重錘在勢能的作用下，自動(dòng)下落，通過(guò)拐臂帶動(dòng)閥軸、閥板按照關(guān)閥方向旋轉，將勢能轉換為機械能。拐臂旋轉時(shí)，推動(dòng)活塞運動(dòng)，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(guò)油缸油管19、快關(guān)節流閥17至機組控制塊。油液至機組控制塊后，通過(guò)電磁單向閥2DT15、常開(kāi)手動(dòng)截止閥16至回油管路，通過(guò)回油管路流回油箱，實(shí)現閥門(mén)關(guān)閥。閥門(mén)關(guān)閥后，電磁單向閥2DT15自動(dòng)帶電，關(guān)閉油道，為下次開(kāi)啟蝶閥做好準備。

3、性能比較

　　集中控制式液壓系統通過(guò)運行使用，比蝶閥原自身配置的液壓站有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1) 液壓動(dòng)力站上設置有兩套電動(dòng)油泵，互為備用，使系統工作可靠性提高了一倍，保證了蝶閥安全運行。

　　(2) 液壓動(dòng)力站上設置有調速閥，增強了系統功能，實(shí)現了蝶閥開(kāi)閥速度可調。

　　(3) 實(shí)現了聯(lián)動(dòng)、遠動(dòng)控制和自動(dòng)化監控。

　　(4) 每個(gè)泵站裝設一套系統就能集中控制8～12臺蝶閥，取代了原單閥、單站的布置、控制方式，減少了動(dòng)力站數量，維護檢修簡(jiǎn)單、方便，減少了檢修工作量。

4、結語(yǔ)

　　通過(guò)景電工程二期總干三泵站第一套集中控制式液壓系統試運轉觀(guān)測，該系統結構新穎，安全可靠性高，自動(dòng)化程度高。目前，在景電工程已安裝了6套，經(jīng)過(guò)幾年的使用，運行正常。