福清市閩江調水工程峽南泵站水泵機組出口安裝了大口徑蓄能罐式液控緩閉蝶閥，以實現泵閥聯動，開啟和關閉，遠距離自動控制，自動保壓。該文針對該蝶閥使用過程中出現的一系列代表性故障進行原因分析，并提出故障處理方法。為改善液壓油油質，提高蝶閥的運行穩定性和可靠性，油泵出油口處增設了雙筒濾油器。實踐表明，該措施效果良好。

1、概況

　　福清市閩江調水工程峽南泵站位于福建省閩侯縣祥謙鎮峽南村，管線全長54km。第一期泵站內裝設一臺立式離心水泵機組和二臺臥式離心水泵機組，水泵出口設置蓄能罐式液控緩閉蝶閥，具體參數見表1。

表1 水泵機組參數

　　泵站自2000年2月21日正式投入運行以來，雖然也出現過導致泵組無法正常運行的故障，但液控蝶閥總體上能按預定程序實現泵閥聯動，開啟和關閉，遠距離自動控制，自動保壓。蝶體不抖動，流阻小，具有可調快、慢關兩個階段關閥，防止水錘危害，保護水泵及管網系統安全。

2、蓄能罐式液控緩閉蝶閥工作原理

　　蓄能罐式液控緩閉蝶閥(以下簡稱液控蝶閥)主要由蝶閥與液壓工作站組成，安裝于各類泵站的水泵出口，實現泵閥聯動。該閥具有同時替代水泵出水管上的電動蝶(閘)閥、止回閥和水錘消除器的功能，液壓系統工作原理如圖1所示(圖中虛線代表控制油路)。通過預設的啟閉程序，液控蝶閥能自動實現水泵的緩開、速關/緩關，以防止斷電水錘、泵組過速及反轉對設備及管路造成的破壞。當液控蝶閥全開后，自動保壓蓄能罐裝置保證活門不產生擺動，使液控蝶閥在最小流阻狀態下運行。

圖1 液控蝶閥液壓系統原理框圖

　　液控蝶閥工作原理如下：

　　(1)開啟。球式換向閥9和16上的電磁鐵YV1和YV2同時得電，壓力油使插裝閥10和14關閉，液控單向閥12打開。油液經液控單向閥12、液壓油缸13尾部的單向閥進入液壓油缸無桿腔，推動活塞桿伸出，帶動液控蝶閥活門向開啟方向動作。有桿腔回油經節流閥15和球式換向閥16流回油箱。通過調節節流閥15，可得到要求的開閥時間。

　　(2)關閉。電磁鐵YV1和YV2失電，壓力油經插裝閥10和11到液壓油缸有桿腔，無桿腔回油經尾部快關調速閥、插裝閥14流回油箱，實現快關。通過調節快關調速閥，可得到不同的快關時間。當閥門關至一定角度，液壓油缸無桿腔回油經液壓油缸尾部慢關調速閥、插裝閥14流回油箱，實現慢關。調節慢關調速閥可得到不同的慢關時間。不同的切換角度可通過調節液壓油缸尾部的慢關角度調節桿得到。

　　(3)任意位置停止(自保持)。開啟或關閉過程中，如使電磁鐵YV1得電，YV2失電，液控蝶閥的活門即停在任意位置。

3、液控蝶閥應用中典型故障分析處理

3.1、油壓不能建立

　　2009年8月，大泵主閥操作系統轉換開關處于單動位置。合上總電源開關和油泵電源開關，油泵開始向蓄能罐供油，直至壓力達到額定工作壓力17MPa為止，油泵停止工作。DN1200mm液控蝶閥單開按鈕合上，打到全開位置時，油壓瞬間下降至5MPa左右。而后油泵一直處于工作狀態，油壓也一直保持在10MPa附近，油壓一直無法建立。

　　先分析認為，液壓油含雜質，使插裝閥10、11和14關閉不到位，液壓油經過插裝閥10、11、節流閥15和球式換向閥16流回油箱或經過液控單向閥12、插裝閥14流回油箱，油泵打壓出現無法升到額定值。拆開油箱，卸下電機、油泵，觀察油箱內液壓油油質情況。發現液壓油變粘稠，含有一些顆粒物等雜質。對液壓油采用過濾處理。拆卸插裝閥10、11、14，球式換向閥9、16，用柴油清洗干凈后重新安裝。重復上述工作，油壓一直保持在10MPa附近，油壓還是無法建立。故排除了油質問題。

　　接著考慮是否液壓油缸及油管路各密封件出現損壞而導致液壓油泄漏嚴重。該蝶閥設兩個蓄能罐。先關閉蓄能罐5-2的截止閥，打開蓄能罐5-1的截止閥，合上總電源開關和油泵電源開關，油泵開始向蓄能罐5-1供油。打壓直至壓力達到17MPa后，關閉蓄能罐5-1的截止閥，拆掉液壓油缸尾部的高壓膠管，關閉電源，使球式換向閥9和16上的電磁鐵YV1和YV2處于失電狀態。打開蓄能罐5-1的截止閥，蓄能罐內的壓力油開始經插裝閥10、11流到液壓油缸有桿腔。結果發現，液壓油缸尾部(無桿腔處)有液壓油不斷流出。拆卸液壓油缸推桿、活塞發現，兩個Y型圈密封件磨損變形。更換兩個Y型圈密封件，重新安裝液壓油缸等部件。經真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)調試運行，上述故障現象排除，油泵可以正常建壓。

3.2、電機空轉

　　2010年6月，小泵主閥操作系統合上總電源開關和油泵電源開關，油泵壓力始終停在0(原始位置)，油泵電機一直順時針方向旋轉。停機拆卸電機、油泵，發現電機、油泵連接處的圓形軸套斷裂缺角，導致固定鍵脫落，電機處于空轉狀態。更換圓形軸套或焊接斷裂缺角部分后，上述故障現象消失，小泵液控蝶閥可以正常工作。

3.3、臥式離心水泵緩慢反轉

　　2010年11月，臥式離心水泵停機，DN800mm液控蝶閥活門關到位后，臥式離心水泵出現緩慢反轉現象，出水口鋼管段有水回流聲音。分析認為，該現象可能是液控蝶閥活門密封面泄漏所致。液控蝶閥長時間運行使用，造成密封圈磨損或密封面接觸過盈量太小。通過擰緊布置在液控蝶閥活門周邊上的壓緊螺釘，調整活門密封圈，補償磨損量。經此處理后，水泵沒有出現反轉，液控蝶閥正常工作。如果液控蝶閥活門橡膠密封圈磨損嚴重，則需要及時更換。

3.4、液控蝶閥無法打開

　　2011年3月，在潤滑油質及控制系統正常情況下，DN800mm液控蝶閥無法打開。經分析判斷，蓄能罐5-1不能保壓，氮氣壓力不夠，需充氣。關閉蓄能罐5-1的截止閥，打開蓄能罐5-2的截止閥，讓蓄能罐5-2處于工作狀態，液控蝶閥活門可以正常打開，證實了蓄能罐5-1不能保壓。隨后對出現問題的蓄能罐進行了漏氣及皮囊破損檢查，并進行相應的處理。

3.5、液壓操作系統油泵啟動頻繁

　　2011年12月，大泵主閥液壓操作系統油泵啟動頻繁。轉換開關處于聯動位置，合上總電源開關和油泵電源開關。當水泵在運行狀態時，DN1200mm液控蝶閥油泵短時間運行后，油壓能夠達到額定值17MPa，但維持時間很短，大約15min，很快下降到油泵啟動值14.5MPa，致使油泵頻繁啟動，以維持正常油壓，給設備安全運行帶來隱患。

　　現場對液控蝶閥系統及外觀進行全面檢查。潤滑油質為新更換的抗磨液壓油，油質情況正常。液控蝶閥外部無明顯的漏油點，溢流閥工作正常，液壓油缸活塞處兩個Y型圈密封件已更換，基本上可以排除油壓系統漏油的可能性。經過分析判斷，球式換向閥9和16閥芯可能存在內漏，密封不嚴，致使壓力油短路，造成油壓下降過快。對球式換向閥9和16進行解體檢查發現，前者閥芯有明顯裂紋。更換該球式換向閥后，經調試運行，上述故障現象排除，油壓穩定，油泵打壓可以正常工作。

4、液控蝶閥應用經驗總結

　　從液控蝶閥十多年運行中出現的故障現象看，故障原因一般可考慮以下幾個方面，并逐個排查。

　　(1)不能開閥：①檢查油泵轉向是否對，正常應順時針方向旋轉。②常閉截止閥未關閉。③流量控制閥被關死。可打開并慢慢上調。④溢流閥壓力調得太低或失效。需檢修。⑤電磁閥閥芯卡阻。需拆下檢修。⑥其它閥門外泄漏嚴重。需拆下調整或檢修。

　　(2)開泵時間過長或不能停機：①檢查濾油網是否堵塞，吸油管是否漏氣。②流量控制閥是否調得太小。若是，可適當調大。③溢流閥壓力調得太低或失效泄漏。需檢修。④油泵出油管是否泄漏。⑤全開行程開關未到位，自動保壓未啟動。⑥常閉截止閥關閉未到位。

　　(3)泄漏嚴重，保壓效果不佳：①電磁閥孔內雜物造成泄漏。檢查濾網是否良好，可開機多次沖去雜物。②常閉截止閥未關緊。③主油路中插裝閥有雜物。需清洗檢修。④蓄能罐充氣壓力不夠。需充氣。⑤油管路密封件損壞。需更換。

　　離心式水泵啟動前，運行人員往往忽視液控蝶閥油泵打壓是否正常，誤認為只要油泵打壓能升至17MPa即可，對油壓具體情況沒有進行仔細檢查，容易造成液控蝶閥運行中產生故障。故液控蝶閥液壓系統在運行前要認真檢查。

　　實際運行中，需定期檢查液壓油油質情況。不符合清潔度和潤滑性要求的，要更換液壓油，同時更換濾油器濾芯，徹底清洗油箱。應定期檢查油箱油位。液壓裝置投入運行后，需經常到現場觀察運行情況，查看是否有故障指示、漏油等異常現象發生。如有，需及時處理。

5、液壓系統改進措施

　　油質情況直接關系液控蝶閥能否正常開啟或關閉。液控蝶閥運行中，原先使用46號防銹汽輪機油，使用一段時間后，油質變差，并含有一些顆粒物等雜質。后來改用YB-N32抗磨液壓油，油質情況得到改善。原液壓系統在球式換向閥16至油箱的回油管路上設置濾油器，液壓油過濾效果不佳。后采用在液控蝶閥柱塞油泵出油口處增設雙筒濾油器，即在油箱外殼上面卸掉油路連接管，增加一些管路連接件與雙筒濾油器對接，后者焊在出口鋼管管壁上，以便操作。該雙筒濾油器由二組過濾筒組成，互為工作與備用，可實現不停機切換過濾筒，不停機清洗或更換濾芯，保證主機正常連續工作。液控蝶閥柱塞油泵出油口處經增設雙筒濾油器后，因液壓油質問題出現異常而導致的故障現象基本沒有發生。

6、結語

　　福清市閩江調水工程峽南泵站水泵機組出口安裝了蓄能罐式液控緩閉蝶閥，十多年的運行過程中，雖然也出現了一些故障，但總體狀況不錯，達到了預期的目的。實踐表明，要保證蓄能罐式液控緩閉蝶閥正常工作，最關鍵的是要加強維護，及早發現問題，及時處理;堅持每個大修期更換全部密封件，每個小修期換油濾油，檢查調試，清洗油箱。油泵出油口處增設雙筒濾油器，可改善液壓油油質，提高水泵出口液控蝶閥的運行穩定性和可靠性。