景电工程泵站出水液控蝶阀集中控制式液压系统的应用.pdf

第 4 6卷第 6期 2 0 1 0年 6月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 Ga n s u W a t e r Co n s e r v a nc y a n d Hyd r op o we r Te c h n o l o g y Vo 1 ．4 6． No ． 6 J u n ． ， 2 0 1 0 设计与研究 景电工程泵站出水液控蝶阀集中控制式液压系统的应用 缪 中玉 景电管理局， 甘肃 景泰7 3 0 4 0 0 摘要 景电二期工程总干渠共建有 1 3 座泵站 ， 水泵出口安装有 出水控制用液压控制蝶阈， 阀门的开启与关闭， 由其 自身配置的液压控制 系统控制。针对运行中存在的缺陷和不足 ， 提 出了一种可靠性、 自动化程度要求高的新型蝶阀 液压控制 系统 ， 实现 了 自动化监控 ， 完全满足工程运行 和管理 需要 。 关键词 液压控制蝶 阀； 集 中控制式液压 系统； 自动监控 ； 景 电二期 工程 中图分 类号 T V 6 7 5 文献标识码 B 0前 言 景泰川 电力提灌灌溉工程位 于甘肃省景泰县境 内 ， 是一 项为改变景 、 古两县干旱缺水 面貌 ， 改善农业生产基本条 件 ， 发展农业生产和多种经营， 解决群众温饱的翻身工程。该工 程共 计泵站 4 3座 ， 总装 机容量 2 6 ． 0 2万 k W， 最大 提水高 度 6 0 2 m， 灌溉面积 8 0 万 亩 ， 以其 流量 大 ， 扬程高 ， 经济效 益和 社会效益显著而列入 中华之最 ， 引世人瞩 目。 景电二期工程总干渠共建有 1 3座泵站 ，每个泵 站安装 的水泵机组均在 1 0 ～ 1 2台之间 ， 每台水泵出 口都安装 了出水 控制用液压控制蝶阀 。这种阀门开关灵活可靠 ， 既是水 泵出 口的操作 阀， 又是防止水泵事故倒转的控制设备 。尤其是 在 扬程高 、 流量 大 、 管道长的泵站 ， 当正常停机或事故停 电时 ， 可按预先调定的参数 自动进行快关和慢关， 因而能有效地控 制水泵倒 转和水锤升 压 ， 以保护 管路和设备的安全 ， 是 目前 大型扬水工程中普遍选用的一种先进 的水泵出 口控制 阀。 这种 阀门开启与关 闭， 由其 自身配置 的液压控制系统控 制 ， 简称液压站 。在使用过程中 ， 存在 以下缺陷和不 足 配有 一 套电动油泵， 当电机或油泵发生故障或损坏后 ， 需要通过 手摇泵人力手动开启蝶阀， 费时费力； 各种液压控制阀件， 内 泄 、 外 漏严重 ， 可靠性差 ； 每 台蝶 阀配置一套液 压站 ， 成 本较 高； 维护、 检修工作量大， 费用高。 针对上述缺陷和不足， 开发和研制一种可靠性、 自动化程 度要求高的新型蝶阀液压控制系统 ，成 为工程管理急待解决 的课题。1 9 9 4 年经甘肃省景电工程指挥部批准立项， 并与甘 肃工业大学流体工程系合作开发研制了泵站出水液控蝶阀集 中控制液压系统。1 9 9 6年样机试制成功， 安装在景电工程二 期总干三泵站进行试运转观测 。 经过两年 的运行观测 ， 对设计 上不甚合理的地方作了改进。改进后， 系统运行平稳， 可靠性 高， 并实现了自动化监控， 完全满足工程运行和管理需要。 1 结构特点 1 ． 1 组 成 集中控制式液压系统由液压动力站、 机组控制块 、 供油 管路 、 回油管路、 液压油缸等组成 。 液压动力站上设置有 两套电动油泵④、 ⑥、 溢流阀⑧ 、 单向阀⑦ 、 调速阀⑩ 、 滤油器⑨、 压力表⑩、 油箱及配套管路 图 1 。 图 1 液压动力站结构 机组控制块上设置有二位二通电磁换向阀 1 D T 、 单 向阀⑩、 常闭手动截止阀⑩ 、 常开手动截止阀⑩。 、 电磁单向 阀 2 D 1 、 快关节流阀⑩、 排气阀、 压力表④ 图2 。 供、 回油管路材质为无缝钢管， 供油管路上设有手动截 止阀⑩ ， 回油管路上设有手动截止阀⑩。 液压油缸①上设置有快 慢 关角度调节阀、 慢关节流 阀、 油缸油管⑩。 1 ． 2 各部件功用 两套电动油泵互为备用， 当一套电机或油泵出现故障或 需要维护时， 自动切换投运至备用油泵。 溢流阀有两个方面的作用 ， 一是用来调定系统最高工作 压力， 二是当系统出现故障， 压力高于调定的最高工作压力 时 ， 用来卸荷 。 液压动力站上的单向阀用来防止当一 台油泵工作运行 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 6 作者简介 缪中玉 1 9 7 2 一 ， 女， 甘肃景泰人， 工程师， 主要从事泵站技术管理及运行管理。 3 9 2 0 1 0年第 6 期 甘肃水利水电技术 第 4 6卷 图 2机组控 制块 时 ， 油液从另一台油泵流回油箱 。机组控制块上 的单 向闽用 来防止油液倒流 ， 造 成阀门卸压掉锤 。 调速阀用来调定系统开阔时间。 滤油器用来过滤洁净系统油液。 液 压动力站上 的压力表 用来显示调定 系统最 高工作压 力 和正常工作时系统总的压力。 机组控 制块 上的压力表用来 显示机组工作压力。 二位二通 电磁换 向阀 1 D T安 装于开 阀回路 ，用 于通 断 油液 。带 电时油道打开 ， 允许油液通过 ； 失 电时油道关 闭， 截 止 油液 。当接受 到开启 由其控制 的蝶 阀信号时带 电， 打开进 油 油道 ， 允许 油液通过 ， 当阀 门全开后失 电 ， 其处 于截止 状 态 ， 开启其 它阀门的压力油液不能通过。 电磁单 向阀 2 D T安装于关 阀回路 ， 用 于通断油液 。带 电 时油道关闭 ， 截止油液 ； 失 电时油道打开 ， 允 许油液通过。当 接受到关闭 由其控制 的蝶 阀信号时 ， 失 电 ， 打开 回油油道 ， 允 许油液通过， 当阀门全关后带电， 其处于截止状态， 为下次开 启蝶阀做好准备。 常闭手动截止 阀与 电磁单 向阀 2 D T为并联 回路 ，当电 磁单向阀 2 D T故障时 ， 打开其用来关闭阀门。 常开手动截止 阀与 电磁 单 向阀 2 D T为串联 回路 ，其作 用有二 一 是蝶阀运行 时 ， 当 电磁 单 向阀 2 D T出现故障 ， 用 来检修电磁单向阀2 D T ；二是在开启蝶阀时 ，电磁单向阀 2 D T出现故障 ， 关闭其用来开启蝶 阀。 快关节流阀用来调定蝶 阀快关 时间。 液压油缸用来推动阀轴带动 阀板旋转 ， 实现蝶 阀开启和 关闭， 其上设置的快 慢 关角度调节阀用来调定蝶阀快关角 度及慢关角度 ； 慢关节流 阀用来调定蝶 阀慢关时间。 供、 回油管路上的手动截止阀作用是当机组控制块需要 维护和检修时， 截止管路内的油液。 2工作原理 图 3为液压系统原理图。 2 ． 1 开启 阀门 中心调度室发出开阀指令，液压动力站电机④运转， 将 电能转换为机械能带动油泵⑥运转， 油泵将机械能转换为压 力能， 供给系统压力油液。压力油液经单向阀⑦ 、 调速阀⑩、 滤油器⑨至供油管路 ， 通过供油管路至机组控制块。 油液至机组控制块后 ，经二位二通电磁换向阀 1 D T ⑩、 单向阀⑩、 油缸油管⑩进人油缸③下腔， 推动活塞运动， 将压 40 砩 l I } ⑩ 于 ⑩ l J I 1 l 蟛 图 3 液压系统 原理 图 力能转换 为机械能。 活塞运动时 ， 推动蝶阀重锤拐臂旋转 ， 重 锤拐臂旋转时带动阀轴及阀板按照开阀方向旋转， 达到 9 0 o 时 ， 实现阀 门全 开 ， 并将 机械能转化为势 能， 储存于重锤 ， 为 关闭蝶阀做好 准备 。 2 ． 2 关 闭阀门 中心调度室发出关阀指令 ， 电磁单向阀2 D T ⑤接受到信 号后失电， 打开回油油道 ， 重锤在势能的作用下， 自动下落， 通 过拐臂带动 阀轴 、 阀板 按照关 阀方 向旋转 ， 将势能转换 为 机械能。拐臂旋转 时 ， 推 动活塞运动 ， 将机械能转换为压力 能。 油缸下腔内的油液在压力能的作用下， 通过油缸油管⑩、 快关节流 阀⑩至机组控制块。油液至机组控制块后 ， 通 过电 磁单向阀 2 D T 、 常开手动截止阀⑩至回油管路， 通过回油 管路流 回油箱 ， 实现阀门关 阀。 阀门关阀后 ， 电磁单 向阀 2 D T ⑩自动带电， 关闭油道 ， 为下次开启蝶阀做好准备。 3 性能 比较 集 中控制式 液压 系统通过运行使用 ， 比蝶 阀原 自身配置 的液压站有 以下优点 1 液压动力站上设置有两套电动油泵， 互为备用 ， 使 系统工作可靠性提高了一倍 ， 保证了蝶阀安全运行。 2 液压动力站上设 置有调速 阀 ， 增强 了系统功 能 ， 实 现了蝶阀开阔速度可调。 3 实现 了联动 、 远动控制和 自动化监控。 4 每个 泵站装 设 一套系统 就 能集 中控 制 8 1 2台蝶 阀， 取代 了原单阀、 单站的布置、 控制方式， 减少了动力站数 量， 维护检修简单、 方便 ， 减少了检修工作量。 4结语 通过景电工程二期总干三泵站第一套集中控制式液压 系统试运转观测， 该系统结构新颖， 安全可靠性高， 自动化程 度高。目前， 在景电工程已安装了6套， 经过几年的使用， 运 行正常 。