1．概述

隨著我國冶金和石化行業的飛速發展，閥門行業蝶閥口徑不斷增大，對蝶閥的驅動方式也提出了更高的要求，控制要求越加嚴格。要使蝶閥驅動裝置以更大扭矩滿足大型電廠及冶金行業的使用，就要求裝置的控制扭矩可從1000N·m至45000N·m，啟閉速度從O.5S至5S。

2．系統結構

電液聯動快關閥配套裝置是為適應石化工業和冶金行業日益發展的需要而研制開發的新型產品。主要由三偏心蝶閥、驅動裝置(機械傳動機構)、集成式液壓裝置、電氣控制裝置、防爆控制箱(大多用于煤氣系統)等組成。

2.1 三偏心蝶閥

三偏心多層次金屬密蝶閥由閥體、蝶板、多層次密封圈、閥桿、支架等組成，三偏心多層次密封蝶閥，在傳統的雙偏心結構基礎上又增加了角偏心設計，使閥門啟閉時密封副瞬時接觸，瞬時脫離，消除了摩擦和卡擠，密封面無磨損，耐高溫，啟閉靈活、輕松，密封可靠，使用壽命長。

2．2 驅動裝置(機械傳動機構)

驅動裝置主要由驅動器，液壓油缸，而驅動器又包括驅動軸，連桿，拔又，行程開關等組成。液壓油缸包括油缸和活塞。當液壓系統向油缸提供壓力油時，液壓缸的活塞桿帶動驅動器軸，驅動器軸帶動連桿和拔叉，連桿和拔叉又帶動蝶閥的蝶板開啟和關閉。蝶閥開閉的角度可通過驅動器上指示裝置能準確顯示。

2．3 集成式液壓裝置

液壓集成裝置主要由電機、油箱、油泵、電磁閥、電接點壓力表、溢流閥、蓄能器等部件組成。

油箱、油泵和蓄能器組成獨立密閉的動力油源系統，在常態下油泵向系統供油，自動保持系統壓力，實現閥門開度位置的相對穩定性。在工作狀態下，液壓執行器受控于電磁閥，依靠系統控制油壓和蓄能器的能量釋放，控制油缸滑閥，通過機械傳動機構驅動閥門，實現電液快關、正常關閉。電磁閥用于換向，蓄能器用于蝶閥的快關動作提供能源。蓄能器規格的選擇必須經過嚴格的計算，從而實現快關的要求。為了保證液壓油缸的長久穩定的運行，就需要密封圈具有抗磨性能強，回油性能良好，低摩擦、抗爬行性能好。集成式液壓裝置主要零件如下圖2。

2．4 電氣控制裝置

電氣控制裝置由操作元件、控制器、顯示和報警單元及電控箱組成。

電控箱采用繼電器等元件組成。主回路電壓AC380V，控制回路由可編程控制器(PLC)控制。所有的輸入、輸出信號均由PLC來處理，大大增強了系統的可維護性及操作性。

(1)遠程控制信號送入控制柜中的接線端子，信號由端子臺輸送到PLC的模擬量輸入端，通過PLC轉換成數字信號，此數字信號作為遠程控制時的主令信號。

(2)操作單元有自動、手動、遠方和就地操作方式，對閥門實現快速關閉、正常開啟、正常關閉、閥門停止、閥門活動試驗功能。設有與遠方操作功能相同的手動就地操作方式，以便調整試驗和事故狀態下的緊急處理。在自動方式下，接受汽輪機主汽門關閉或油開關跳閘等保護信號，實現閥門快速關閉。留有遠方控制接口，I/O點如下，DO1：開閥；D02：關閥；D03：停閥；DO4：快關閥；D05：活動快關閥；D06：事故連鎖快關。DIl：閥門故障；D12：閥全開；D13：閥全關；D14：快關閥活動；D15：油壓正常；D16：油壓過低；D17：油液污染；D18：運行超時。

(3)控制器接受操作單元信息，進行邏輯判斷輸出功能指令，控制電磁閥，實現各種功能控制。電磁閥為常態失電，帶電工作，以保證系統運行的可靠性。控制器還接受系統油壓信號，控制油泵的啟停，使油系統在規定的壓力范圍內。

(4)電控箱控制面板的顯示和報警單元有：電源指示、開閥門到位、關閥到位、閥門試驗、油泵啟動、油壓正常、油壓過低、油液污染、停閥指示、閥門故障。帶有就地、自動、遠程切換功能。

3．技術特性

3.1 參數

型號EFKGD243H

閥門工稱壓力0.25MPa

公稱通徑1400mm

工作溫度≤425℃

閥門控制方式 電液聯動

閥門連接方式 法蘭連接

3．2 特點

(1)閥門輸出扭矩22000N·m。

(2)電控箱根據環境可選擇防爆控制箱，具有防爆性，安全可靠，電控箱內還可配保安電源繼續操縱閥門實現控制功能。

(3)具有遠程和就地二種控制方式，符合自動化要求。

(4)傳動機構選進，傳動精度高，簡單易操作。

(5)當電液動故障時，可用手動泵啟動，保證系統安全。

(6)主要工作元件采用進口產品，大大提高了其使用壽命。

(7)結構合理，造型美觀，分體式結構。即液壓站、現場控制箱與閥門分開，避免了因管道震動對控制元件、執行元件的損壞，提高了系統的可靠性，大大延長控制系統的使用壽命。

(8)具有泵與閥的聯鎖功能。

4.安裝組合圖

5．工作性能

(1)自動充液接通電源，油泵電機啟動，向蓄能器充液，蓄能器的壓力上升到壓力上限，油泵電機停機，油壓正常指示燈亮，當蓄能器的壓力下降到壓力下限，油泵電機啟動，如此循環完成自動充液過程。

(2)開閥或關閥啟動運行，PLC收到信號后，通過邏輯處理發出指令，高壓油輸入到雙作用油缸的無桿腔，從而帶動拔又及閥門軸，使蝶閥的蝶板開啟或關閉，即可實現閥門的開啟或關閉。通過液壓集成裝置上的兩對單向節流閥可調節實現閥門開啟速度，定范圍內的調節，此速度可根據用戶的要來定。當PLC接收到全開位置的信號后，PLC仍持續發出指令一段時間，確保閥門達到全開位置。

(3)快關啟動運行，PLC接收到快關信號后，通過邏輯處理發出指令，高壓油輸入到雙作用油缸的有桿腔，即可實現閥門的快速關閉，關閉速成度≤O.5S，這時系統也處快關閥門動作狀態，防止出現管路蒸汽或水繼續倒流事故，確保管網及泵站安全運行。

(4)遠控 可利用電控箱本系統的遠程控制接口，如用戶已接人使用，便可通過用戶遠程控制室內的開關信號實現與本系統電控箱相同的控制功能。設有遠程開閥，遠程關閥，遠程快關閥。

(5)保位 當PLC未收到任何指令時，也就不能發出任何指令，電機、齒輪泵、油缸活塞桿就不能做任何運動，閥門可停在任意位置，由于設備中的液壓元件采用的是進口無泄漏式元件，液壓鎖鎖定執行器油缸開閥與關閥兩個工作腔，使閥門能長期保持相對開度位置。

(6)緩沖為了減小閥門在快關過程中形成的沖擊，在雙作用油缸中設置了單向節流閥，所以在閥門關至10％的行程時，即當閥板接近于全關位置時能減速關閉。

(7)聯鎖功能 與泵或汽機聯鎖，開閥時可延時3～6秒，便于泵的啟動。當泵斷電或其他事故時，快關閥可迅速關閉閥門，防止介質倒流對泵的水擊。

(8)閥門的活動試驗功能 為防止閥門在長期全開狀態下出現卡澀，影響機組安全運行，閥門設有在線活動試驗功能，活動試驗范圍為閥門全行程的15％。

(9)狀態顯示及故障報警對閥門開啟、關閉及快關等工作狀態進行顯示，同時對驅動器錯誤、開關閥時間過長、油壓過低等故障進行監測和報警。

6．結語及應用

電液聯動快關蝶閥裝置可安裝在冶金行業高爐煤氣管網系統，防止管內煤氣回火，電力行業汽輪機抽氣管路上和給水系統上，當系統出危急工況時，實現抽汽管路或泵站的緊急切斷，快速關閉時間小于O.5S，阻止管路系統的蒸汽倒人汽輪機，保護汽輪機發電機組的安全運行，或阻止管路系統中的水倒人泵內，確保泵站安全運行。

我公司開發研制的DNl400mm，壓力為O.25MPa帶防爆控制箱的電液聯動蝶閥裝置，已廣泛投入某鋼廠使用，鋼廠系統運行穩定，給用戶帶來了良好的經濟效益。該產品在2008北京閥門博覽會上受到國內外專家和用戶的一致好評，市場前景廣闊。

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