候錄江，徐 桅，趙 浩，李永紅，錢 力

（1.河北易縣抽水蓄能有限公司，河北 保定 074200；2.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

0 引言

2016年3月某抽水蓄能電廠3號機組發(fā)電起動過程中，由于未收到球閥工作密封退出的反饋信號，造成機組啟動超時而跳機，維護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場，手動投退球閥工作密封也無法在規(guī)定的時間內(nèi)正確動作，特別是球閥工作密封退出方向的速度及其緩慢。

1 球閥及其工作密封之間配合關(guān)系

眾所周知，球閥工作密封作用是保證球閥關(guān)閉后對其進(jìn)行密封，以減少球閥漏水，因此只有當(dāng)球閥全關(guān)后，球閥工作密封才能投入，否則將會造成球閥及其工作密封的損壞。我廠采用的是ALSTOM設(shè)備，球閥及其工作密封之間采用是通過機械式配壓閥_AQ501進(jìn)行二者之間的閉鎖。球閥工作密封油壓控制回路如圖1所示，其動作過程可分為以下4種情況：

圖1 球閥工作密封油壓控制回路（球閥全關(guān)時）

情況1，停機穩(wěn)態(tài)時，如圖1所示，電磁閥_AD530的閥芯保持在交叉位置即P-B和A-T口導(dǎo)通，配壓閥_AQ501由于球閥擋塊的下壓，使其閥芯保持在平行位置即P-A口導(dǎo)通，且X-L口截止，因此壓力油經(jīng)_AD530、_AQ501進(jìn)入球閥工作密封投入腔，同時球閥工作密封退出腔經(jīng)_AD530的T口排油，此時球閥工作密封投入。

情況2，機組啟動時，順序是先退球閥工作密封再打開球閥，退球閥工作密封時，首先_AD530勵磁使其閥芯保持在水平位置即P-A和B-T導(dǎo)通，配壓閥_AQ501由于球閥擋塊下壓閥芯而保持在平行位置即P-A口導(dǎo)通，因此壓力油經(jīng)電磁閥_AD530直接進(jìn)入球閥工作密封退出腔，同時球閥工作密封投入腔經(jīng)_AQ501、_AD530的T口排油，此時球閥工作密封退出。之后球閥打開，球閥打開后配壓閥_AQ501不再承受球閥擋塊下壓，而在閥芯下端彈簧和壓力油壓力共同作用下，使其保持在傾斜位置即T-A口導(dǎo)通，此時，球閥工作密封投入腔經(jīng)_AQ501的T口直接排油泄壓。

圖2 球閥工作密封油壓控制回路（球閥全開時）

情況4，停機時，首先電磁閥_AD530失磁而在彈簧作用下使其閥芯保持在交叉位置即P-B和A-T口導(dǎo)通，此時配壓閥_AQ501而在彈簧和X口壓力油的共同作用下使其閥芯保持在A-T和X-L口導(dǎo)通，而壓力油經(jīng)_AD530送至_AQ501的P口，而此時球閥工作密封退出腔經(jīng)_AD530的T口和配壓閥_AQ501的L口直接排油泄壓。當(dāng)球閥關(guān)閉至全關(guān)位置后，配壓閥_AQ501由于球閥擋塊下壓使其閥芯保持在平行位置即P-A口導(dǎo)通和X-L口截止，處于P口的壓力油直接進(jìn)入球閥工作密封投入腔，從而使球閥工作密封投入。

綜合以上分析，可知球閥和球閥工作密封之間通過配壓閥_AQ501來實現(xiàn)二者之間的閉鎖，即：

（1）球閥不在全關(guān)位置時，球閥工作密封不能投入，只能保持在退出，因為此時球閥工作密封的退出腔和投入腔都直接排油泄壓。

（2）球閥在全關(guān)位置時，球閥工作密封可以投入，也可以退出。

當(dāng)機組停機時，球閥全關(guān)后，壓力油經(jīng)_AD530、_AQ501直接和球閥工作密封投入腔相導(dǎo)通，而退出腔經(jīng)_AD530直接排油泄壓，從而保證了球閥工作密封一直保持密封狀態(tài)的良好。

當(dāng)機組運行時，電磁閥_AD530一直保持勵磁，壓力油經(jīng)_AD530進(jìn)入球閥工作密封退出腔以及配壓閥的X口，由于絕大部分壓力油經(jīng)配壓閥_AQ501的X-L口直接卸掉，使球閥工作密封退出腔幾乎無油壓，投入腔則經(jīng)配壓閥_AQ501直接排油泄壓，從而保證了球閥工作密封一直保持在退出狀態(tài)。其油回路如表1所示。

表1

2 故障原因分析

現(xiàn)地手動投退工作密封，發(fā)現(xiàn)退出時間較長，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)球閥工作密封接力器_AE531閥芯移動速度不正常。

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當(dāng)向退出腔注油時，_AE531閥芯動作極其緩慢，在70 s左右。

當(dāng)向投入腔注油時，_AE531閥芯動作較慢，在10 s左右。

首先，在球閥工作密封退出腔接口處外加一塊壓力表，當(dāng)手動投入工作密封時，壓力表顯示為1.1 MPa，而正常壓力應(yīng)為6.4 MPa，因此判斷為此時工作密封退出腔內(nèi)壓力有損失，即工作密封投入的油管路存在漏油點。

而與工作密封投入的油管路有關(guān)的有電磁閥_AD530、配壓閥_AQ501及其管道，首先我們更換了電磁閥_AD530后故障仍然存在，進(jìn)而隔離配壓閥_AQ501，采取配壓閥_AQ501的X口處拆除管路，用堵頭將管路堵死，再次投入工作密封，密封投入正常，速度約5 s，由此確認(rèn)配壓閥_AQ501存在壓力油泄漏。而設(shè)備圖紙上對配壓閥_AQ501標(biāo)示和實際閥體所接管路不同，圖紙上有4根管路與其相連，而實際有5個管路與其相連，圖紙中少了接口L，對閥體進(jìn)行解體后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，P為進(jìn)油口，T為回油口，A為工作油口，X為控制壓力口，L為泄油口中間為可以左右移動的閥芯。

圖3 配壓閥_AQ501內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)球閥全關(guān)時，配壓閥_AQ501閥芯受連桿壓力作用下而右移，此時，P-A口導(dǎo)通，X與L口截止，如圖4所示。

圖4 球閥全關(guān)時配壓閥_AQ501內(nèi)部導(dǎo)通示意圖

當(dāng)球閥全開時，配壓閥_AQ501閥芯在彈簧和X口壓力油的共同作用下而左移，此時A-T口導(dǎo)通，X-L口導(dǎo)通，P口截止，如圖5所示。

圖5 球閥全開時配壓閥_AQ501內(nèi)部導(dǎo)通示意圖

當(dāng)現(xiàn)地手動投退球閥工作密封時，球閥一直保持在全關(guān)位置，由以上分析已經(jīng)確定配壓閥_AQ501的X口有泄漏，而從閥體結(jié)構(gòu)分析，最大可能是X-L口導(dǎo)通，致使壓力油經(jīng)L口排出至油箱，只有閥芯卡死或者閥芯動作不到位，如圖6所示，當(dāng)配壓閥_AD530閥芯處于圖6所示的中間位置時，A-T口截止且P-A口導(dǎo)通，而X-L口之間未能正常截止，而是錯誤的保持在導(dǎo)通狀態(tài)。此種狀態(tài)下，球閥工作密封投入腔經(jīng)_AD530的T口排油；而壓力油經(jīng)電磁閥_AD530、配壓閥_AQ501的X口、最后在L口處直接卸掉，少量的壓力油經(jīng)_AD530進(jìn)入球閥工作密封退出腔，造成退出腔壓力由6.4 MPa降至1.1 MPa，因此球閥工作密封退出速度很慢。

圖6 配壓閥_AQ501閥芯動作不到位時內(nèi)部導(dǎo)通示意圖

因此分析確認(rèn)事故的原因為配壓閥_AQ501閥芯動作不到位，引起X-L口之間應(yīng)該截止時而未截止，而錯誤地保持導(dǎo)通，從而引起球閥工作密封退出時應(yīng)該進(jìn)入球閥工作密封退出腔的壓力油被錯誤地經(jīng)_AQ501的L口直接排出至回油箱。

3 事故的處理

連桿結(jié)構(gòu)如圖7所示，連桿與調(diào)整螺釘?shù)南噙B，調(diào)整螺釘可以調(diào)整外露的長度，螺釘外露長度變短時，則整個連桿動作幅度變大，進(jìn)而閥芯動作深度加深；反之，螺釘外露長度變長時，則整個連桿動作幅度變小，進(jìn)而閥芯動作深度變淺。

圖7 連桿結(jié)構(gòu)示意圖

發(fā)現(xiàn)配壓閥_AD530閥芯的連桿上的鎖定螺母有松動現(xiàn)象，球閥全關(guān)時測量與連桿相連的調(diào)整螺釘?shù)耐饴堕L度（或者測量連桿露出配壓閥_AD530閥體的長度也可），其外露長度為31 mm，測得其他機組其外露長度為36 mm左右，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 與連桿相連的調(diào)整螺釘?shù)拈L度

因此，調(diào)整調(diào)整螺釘外露長度為36 mm，加大整個連桿動作的幅度，進(jìn)而閥芯動作更加深入閥體內(nèi)，使閥芯動作到位，并重新進(jìn)行了位置校正與緊固，球閥及其工作密封投退3次，故障未再出現(xiàn)?？梢?，配壓閥_AQ501閥芯動作到位，各油口之間正常切換，且之間導(dǎo)通和截止正確。

4 經(jīng)驗教訓(xùn)

對此次故障的處理，需要總結(jié)的經(jīng)驗主要有2點：

（1）當(dāng)時球閥工作密封投入回路正常，足以證明配壓閥_AD530的P-A口導(dǎo)通正常，而武斷的認(rèn)為處于同一根閥芯上的X-L口切換也應(yīng)該是正常的，本次故障處理過程中，當(dāng)閥芯動作幅度偏小時，閥芯動作會不到位而出現(xiàn)中間位置，從而造成油口之間的切換不同步，有的正常動作，有的還沒有正常動作。原因是由于配壓閥閥芯的“臺肩”的寬窄各不相同，從而導(dǎo)致閥芯的動作幅度大小會影響油口之間是否正常切換。即不能以一對油口正常動作就推斷出同一根閥芯上的其他油口均正常動作。

（2）如何測量閥芯的實際位置。當(dāng)球閥全關(guān)時，球閥全關(guān)擋塊和閥體之間的距離是一定的，二者之間的距離只和彼此安裝的位置有關(guān)，和此時閥芯的深度無關(guān)，因此圖8所示的外露長度不能正確反映閥芯的實際位置。必須按照圖8所示的方法進(jìn)行測量，才能正確確定閥芯的深度，進(jìn)而通過調(diào)整調(diào)整螺釘來調(diào)整閥芯的實際位置。

要注意調(diào)整鎖定螺釘時，最好在球閥全關(guān)時進(jìn)行，防止球閥全開時調(diào)整，由于沒有參照物，萬一調(diào)整過長，球閥第一次全關(guān)時將會把配壓閥_AQ501壓壞。

建議有類似閥體結(jié)構(gòu)的電廠應(yīng)開展排查，由于該閥體通過機械連桿來調(diào)整，在實際工作中往往易于被忽視。維護(hù)人員對配壓閥結(jié)構(gòu)原理掌握不清，再加上圖紙與實際不符，問題出現(xiàn)時無從下手。因此要加大人員知識培訓(xùn)工作，核實現(xiàn)地設(shè)備與圖紙的一致性，及時修改不同甚至錯誤的地方。

圖8 測量閥芯實際位置的錯誤方法

5 結(jié)束語

通過對一起引起球閥工作密封無法正常退出的故障，深入分析其控制油回路配壓閥結(jié)構(gòu)及工作特點，提出故障處理措施，為有類似球閥的抽水蓄能電站運行維護(hù)提供了借鑒。