•                                              快速關(guān)斷閥

  
  

   快速關(guān)斷閥是熱電廠機(jī)組安全系統(tǒng)的重要組成部分，是保證抽汽機(jī)組安全運(yùn)行、防止抽汽管道蒸汽倒流引起汽輪機(jī)超速事故的重要安全設(shè)備。

快速關(guān)斷閥

    快速關(guān)斷閥是熱電廠機(jī)組安全系統(tǒng)的重要組成部分，是保證抽汽機(jī)組安全運(yùn)行、防止抽汽管道蒸汽倒流引起汽輪機(jī)超速事故的重要安全設(shè)備。為此，國家電力公司在其下發(fā)的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中第9.1.10條特別強(qiáng)調(diào)“抽汽機(jī)組的可調(diào)整抽汽逆止門應(yīng)嚴(yán)密、聯(lián)鎖動作可靠，并須設(shè)置有能快速關(guān)閉的抽汽截止門，以防止抽汽倒流引起超速“。當(dāng)前抽汽機(jī)組為了防止抽汽倒流引起超速采用的安全措施是在抽汽管道上安裝逆止門，但是當(dāng)前應(yīng)用的抽汽逆止門關(guān)閉響應(yīng)慢、關(guān)閉不嚴(yán)密、可靠性差、無法有效防止抽汽倒流的缺陷，曾經(jīng)造成數(shù)起抽汽倒流引起嚴(yán)重超速的重大事故，存在安全生產(chǎn)的重大隱患，因此很有必要在此管路上加裝一種新型的、更安全可靠的快速關(guān)閉閥以有效防止事故的發(fā)生，切實(shí)提高機(jī)組的安全性能。 

電液控制快速關(guān)斷閥結(jié)構(gòu)及原理

   由液壓執(zhí)行器、機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、三偏心蝶閥及電氣控制系統(tǒng)四部分組成。

1、 液壓執(zhí)行器

   液壓執(zhí)行器由一個(gè)集成式液壓控制系統(tǒng)、由動力油源、蓄能器、控制閥塊、油缸等組成，執(zhí)行器的液壓油缸輸出為直行程，油缸活塞與機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的齒條通過螺紋連接在一起。

2、 機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)

   機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由一條齒條、齒輪傳動機(jī)構(gòu)組成，由它把液壓油缸的直行程輸出轉(zhuǎn)換為角行程輸出。機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過法蘭與閥門本體連接起來，其內(nèi)的齒輪直接與蝶閥的驅(qū)動相連，帶動蝶閥閥板執(zhí)行各種動作，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器對蝶閥的控制，完成快關(guān)等各種動作功能。

3、 閥門

   閥門具有良好的嚴(yán)密性、零泄漏、無卡澀、壽命廠、力矩小。為保證閥門運(yùn)行的安全性和可靠性，與電液控制快速關(guān)斷裝置配套的閥門，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)三偏心金屬密封蝶閥。有多種進(jìn)口和國產(chǎn)閥門可選。

4、 電氣控制系統(tǒng)

   電氣控制部分由操作單元、控制器、顯示和報(bào)警單元組成。

   操作單元有自動、手動、遠(yuǎn)方和就地操作方式。在自動方式下，接受汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉或油開關(guān)跳閘等保護(hù)信號，對閥門實(shí)施快速關(guān)閉；在控制室內(nèi)可進(jìn)行手動遠(yuǎn)方操作，對閥門實(shí)施快速關(guān)閉，正常開啟和關(guān)閉、閥門活動試驗(yàn)等功能；設(shè)有與手動遠(yuǎn)方操作相同功能的手動就地操作方式，以便于調(diào)整試驗(yàn)和在事故情況下的緊急處理。

   控制器接受操作單元信息，進(jìn)行邏輯判斷，輸出功能指令，控制電磁閥、實(shí)現(xiàn)各種功能控制。電磁閥為常態(tài)失電、帶電工作。控制器還接受系統(tǒng)油壓信號，控制油泵的啟、停，使油系統(tǒng)保持恒壓運(yùn)行。

   顯示和報(bào)警單元設(shè)有：閥門“開啟”“關(guān)閉”“活動試驗(yàn)”“快關(guān)”等工作狀態(tài)顯示；油系統(tǒng)油壓低、油箱油位低、蓄能器氣壓低、電機(jī)過熱等故障報(bào)警。

   工作原理：電液控制快速關(guān)斷閥由電氣控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成，結(jié)構(gòu)原理。控制信號通過控制器輸出控制指令，由液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動閥門動作，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 

一種新型彈簧快速關(guān)斷閥

   快速關(guān)斷閥（快關(guān)閥）是電廠汽輪機(jī)組安全系統(tǒng)的重要組成部分，是保證汽輪機(jī)組安全運(yùn)行、防止管道蒸汽倒流引起汽輪機(jī)超速事故的重要安全器件。目前抽汽機(jī)組為了防止抽汽倒流引起超速采用的安全措施是在抽汽管道上安裝逆止閥，但是當(dāng)前應(yīng)用的抽汽逆止閥存在事故關(guān)閉時(shí)響應(yīng)慢、不嚴(yán)密、無法有效防止抽汽倒流的缺陷，曾有機(jī)組因此發(fā)生過重大事故。

   彈簧快關(guān)閥就是針對以上問題所研發(fā)的一種新型的集成型電液控制快關(guān)閥，其以彈簧作為快關(guān)動力，采用先進(jìn)的電液控制技術(shù)進(jìn)行自動控制，閥門及其驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)自成一體，不需要外供控制油源，采用集成化、模塊化設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)與工作原理

   彈簧快關(guān)閥由液壓執(zhí)行器、機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、閥門及電氣控制箱組成。

（1）液壓執(zhí)行器

   液壓執(zhí)行器包括REXA動力單元、雙作用油缸、快關(guān)電磁閥以及用于檢測雙作用油缸桿極限位置的接近開關(guān)組件。這些組件采用集成化、模塊化設(shè)計(jì)的方法有機(jī)地結(jié)合到一起，結(jié)構(gòu)緊湊，無外部油源和油管路。該液壓執(zhí)行器是一個(gè)閉式執(zhí)行器（也即油箱封閉），因而克服了傳統(tǒng)的開式液壓執(zhí)行器必須保證油箱豎直向上的缺點(diǎn)，滿足任意閥門軸安裝方向的要求。

（2）機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)

    機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由一個(gè)齒條和齒輪傳動機(jī)構(gòu)組成，把雙作用油缸的直行程輸出轉(zhuǎn)換為角行程輸出。齒條的一端與雙作用油缸的活塞桿相連，另一端與快關(guān)彈簧組件連接。機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過法蘭與閥門連接起來，其內(nèi)的齒輪直接與閥門的驅(qū)動軸相連，帶動閥門閥板執(zhí)行各種動作，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行器對閥門的控制，完成快關(guān)等各種動作功能。

（3）閥門

    為保證閥門運(yùn)行的安全性和可靠性，快關(guān)閥的閥門選用了具有嚴(yán)密性、零泄漏、無卡澀、壽命長、力矩小等特點(diǎn)的三偏心金屬密封蝶閥，其主要由閥體、蝶板、閥軸等組成。

（4）電氣控制箱

    電氣控制箱包括操作顯示、傳感驅(qū)動、可編程邏輯控制單元（PLC）和箱體等部分，既可以就地完成所有操作，也可以實(shí)現(xiàn)集控室遠(yuǎn)方操作和與汽輪機(jī)主汽閥關(guān)閉等保護(hù)信號聯(lián)動的自動快關(guān)。當(dāng)電氣控制箱接收到慢速開啟或關(guān)閉閥門的指令時(shí)，它發(fā)出指令讓REXA動力單元1上的步進(jìn)電機(jī)帶動油泵正反轉(zhuǎn)，從而向雙作用油缸2的右或左腔輸出高壓油，推動機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)閥門的慢速開啟與關(guān)閉。當(dāng)接收到快關(guān)指令，快關(guān)電磁閥3帶電，油缸兩腔溝通卸油壓，在快關(guān)彈簧5的作用下閥門快速關(guān)閉。

    在電氣控制箱故障情況下，可通過手搖液壓執(zhí)行器電機(jī)上的手輪使閥門緩慢關(guān)閉。此外還可將液壓執(zhí)行器上的旁通閥打開，使快關(guān)閥在斷電的情況下實(shí)現(xiàn)較快關(guān)閉。

主要功能及性能指標(biāo)

（1）慢速開關(guān)

   當(dāng)PLC接收到慢速開關(guān)信號后，給步進(jìn)電機(jī)發(fā)出脈沖指令，使電機(jī)朝相應(yīng)的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，將高壓油輸入到雙作用油缸的右側(cè)或左側(cè)，從而帶動齒輪及閥門朝開啟方向或關(guān)閉方向運(yùn)動，當(dāng)接收到全開或全關(guān)位置的信號后，PLC仍持續(xù)發(fā)出指令一段時(shí)間確保閥門到達(dá)全開和全關(guān)位置。

（2）保位

   當(dāng)PLC未接收到任何指令時(shí)，電機(jī)、泵及齒輪不做任何運(yùn)動。由于設(shè)備中的液壓元件采用的是無泄漏式元件，因此閥門在此狀態(tài)下保位。

（3）快速關(guān)閉

   當(dāng)PLC接收到快關(guān)信號后，PLC讓快關(guān)電磁閥帶電，雙作用油缸兩腔溝通卸油壓，在快關(guān)彈簧的作用下，閥門快速動作至全關(guān)位置。

（4）緩沖

   為了減小閥門在快關(guān)過程中形成的沖擊，在閥門關(guān)至10%的行程時(shí)，雙作用油缸中增加了可變節(jié)流緩沖。

5）狀態(tài)顯示及報(bào)警

    對閥門“開啟”、“關(guān)閉”、“快關(guān)”等工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，同時(shí)對“驅(qū)動器錯(cuò)誤”、“開關(guān)閥時(shí)間過長”等故障進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警。快關(guān)閥的主要性能指標(biāo)如下：

（1）閥門全行程正常開啟、關(guān)閉時(shí)間為45s。

（2）閥門全行程快關(guān)時(shí)間小于0.8s。