1 煙機入口蝶閥介紹

煙機入口蝶閥由液壓執(zhí)行機構HA、三偏心蝶閥、液壓動力單元HPU、液壓控制單元HCU和電氣控制單元ECU組成，具有調節(jié)、速關、鎖位和手動操作功能。煙機蝶閥液壓油路按照功能可分為以下5部分：

系統(tǒng)油路：主要由液壓油泵、雙聯(lián)過濾器、卸荷閥（395A/474B）和多組蓄能器組成，其功能主要建立工作油壓并保障液壓系統(tǒng)工作油壓壓力穩(wěn)定在140bar～180bar之間，本液壓系統(tǒng)液壓油泵設定為單泵連續(xù)運行工作模式，可手動或自動切換。

調節(jié)油路：電氣控制單、元ECU接收控制室發(fā)出的控制信號和閥位反饋信號，發(fā)出PWM信號驅動比例閥（584），比例閥可按輸入信號連續(xù)地、按比例地對液壓油壓力、流量或方向進行遠距離控制 [1] ，從而控制液壓油進入執(zhí)行機構油缸的方向和壓力，調節(jié)蝶閥的開度。

速關油路：主要由速關電磁閥（424A/B）和插裝閥（537）組成，緊急情況下速關電磁閥（424A/B）失電通過插裝閥（537）快速釋放執(zhí)行機構油缸油壓，蝶閥在彈簧作用下快速關閉，為避免速關電磁閥在失電情況下不動作，采用兩個冗余速關電磁閥配置，油路設計成任一個速關電磁閥失電動作均可快速泄放執(zhí)行機構油缸油壓。

鎖位油路：主要由鎖位電磁閥（474A/399）和液控換向閥（412）組成，在執(zhí)行機構電氣控制單元ECU檢測到故障的情況下，切斷執(zhí)行機構油缸進油和出油通道，使閥門保持當前閥位。

手動液壓油路：主要由手動泵組成，在調節(jié)油路故障的情況下手動開、關閥門，可通過手動換向閥460A選擇手動和自動液壓油路控制。

2 故障現(xiàn)象

裝置正常生產中，煙機入口高溫切斷蝶閥突然出現(xiàn)一個綜合報警，隨后煙機蝶閥閥位在3min左右時間由全開變換到全關。經現(xiàn)場檢查確認：閥門全關，系統(tǒng)油壓降至0bar；蓄能器油壓完全泄放到大油箱，油箱液位上漲；系統(tǒng)油壓低報警燈亮；油泵電源指示正常，兩臺油泵均停運，油泵運行選擇開關指向PUMP1，且PUMP2故障燈亮，PUMP1故障燈不亮。

3 初步故障分析

大型催化裂化裝置煙機入口高溫切斷閥在裝置異常狀態(tài)下要確保快速關閉，因而切斷閥執(zhí)行機構采用單作用彈簧復位工作方式，從現(xiàn)場情況分析，切斷閥關閉因油壓下降回零引起，但以下幾點存在疑問：

1）系統(tǒng)動力油壓下降、回零原因。

2）切斷閥鎖位功能失效原因。

3）導致兩臺液壓油泵停運原因。

4）油泵選擇開關指向PUMP1、PUMP1故障燈不亮，而PUMP2故障燈亮。

5）現(xiàn)場重新啟油泵建立油壓，油壓為何建立一切正常

6）引起這一系列現(xiàn)象的主導原因。

4 思路及現(xiàn)場測試

對于上述疑問需要確定主導原因，現(xiàn)象中#引人注意的是兩臺動力油泵均停運，若油泵無法持續(xù)運行建立油壓，是極可能引起油壓下降，從而導致切斷閥動作，shou先從油泵停運尋找突破。

經查閱煙機切斷閥電氣控制單元ECU報警和歷史事件記錄如圖2、圖3。

上述故障和報警記錄依據(jù)時間順序可得到以下信息：PUMP1因“MAX TIME”報警停運后切換至PUMP2，51min后PUMP2也因“MAX TIME”停運，當系統(tǒng)油壓出現(xiàn)“LOW OIL PRESSURE”報警后鎖位功能觸發(fā)。

鎖位功能觸發(fā)后蝶閥應保持當前閥位，但閥門仍然在3min多的時間全關，由此可得出造成油泵停運的直接原因為“MAX TIME”報警。

兩臺油泵均出現(xiàn)“MAX  TIME”報警時，則兩臺油泵均停止運行 [2] ，控制系統(tǒng)油泵組態(tài)參數(shù)“MAX  TIME  TOPRESSURE”中組態(tài)時間為4min，即油泵在4min內油壓未能升壓至180bar，則該油泵停運，切換到備用泵運行，同時該油泵對于故障指示燈亮；現(xiàn)場反復模擬測試，可驗證得出：

1）故障當天PUMP1運行，16:55分系統(tǒng)油壓不滿足升壓要求，控制器發(fā)出信號切換至PUMP2運行，此時PUMP1故障燈亮。

2）切換后，PUMP2運行系統(tǒng)升壓正常至180bar以上，則PUMP1故障燈滅；PUMP2正常運行51min后，系統(tǒng)油壓再次不滿足要求，PUMP2停運，PUMP2故障燈亮；控制系統(tǒng)并不再切換回PUMP1，兩臺泵均停運。

由此，可確認現(xiàn)場油泵停運原因及油泵故障燈狀態(tài)，同時也確定油泵停運并不是煙機入口切斷閥一系列現(xiàn)象的主導原因，導致油泵出現(xiàn)“MAX TIME”，報警方為主導原因。

隨后將工作重點轉向查找引起油壓無法升到正常值的原因上。經對油路和組態(tài)參數(shù)進行分析，系統(tǒng)油路油壓穩(wěn)定是通過油泵、壓力變送器267A和卸荷閥474B來實現(xiàn)的，與閥門的鎖位和速關狀態(tài)無關，由于該系統(tǒng)油泵設定為連續(xù)運行，三者動作邏輯為：

① 當系統(tǒng)油壓P 油 ＜140bar時，474B失電，油泵給切斷閥油路升壓。

② 當系統(tǒng)油壓P 油 ＞180bar時，474B得電，油泵出口全部回流。

③ 當系統(tǒng)油壓140bar＜P 油 ＜180bar時，474B得失電狀態(tài)保持。

④ 當油泵切換時，474B會先強制帶電5s，之后恢復正常得失電狀態(tài)。

根據(jù)上述三者動作邏輯及系統(tǒng)報警和事件記錄提出一種假設：當系統(tǒng)油壓由于正常泄漏量造成P 油 ＜140bar時，卸荷閥474B失電，油泵出口液壓油回油通道應關斷，但由于卸荷閥回油通道或其他液壓元件存在較嚴重的泄露量，油泵無法給切斷閥油路正常升壓，在規(guī)定的4min內油壓沒有達到180bar，于是出現(xiàn)了“MAX TIME PUMP1”報警，切換到PUMP2；PUMP2正常運行51min后，因類似的原因，PUMP2出現(xiàn)“MAX TIME PUMP2”報警。

按照上述假設，對現(xiàn)場逐個油路元件進行拆解，臨時改造油路管線對油路分段進行沖洗，發(fā)現(xiàn)下列情況：

◇ 系統(tǒng)油路中差壓開關523拆除后，發(fā)現(xiàn)密封圈破碎，金屬過濾網(wǎng)損壞嚴重，且碎屑無法還原成整體，有部分碎屑進入油路。

◇ 控制油路鎖位功能的液壓電磁閥474A存在卡澀現(xiàn)象，不能有效控制液控換向閥412切斷油路。

◇ 油箱中發(fā)現(xiàn)明顯橡膠和金屬碎屑，與差壓開關523損壞部分材質一致。

5 結論

通過以上情況可以得出，切斷閥兩臺油泵升壓故障并停泵及蝶閥觸發(fā)鎖位，但沒有鎖住閥位原因為：

切斷閥壓差開關523密封圈及金屬濾網(wǎng)破損，破損的碎屑進入油路后導致474B卸荷電磁閥在失電情況下不能正常關閉回油油路，shou先引起油PUMP1“MAX TIME PUMP1”報警，停PUMP1且PUMP1故障燈亮，切換到PUMP 2；在PUMP 2啟動前，474B卸荷電磁閥在電氣控制單元ECU控制下先強制帶電5s，此期間PUMP 2啟動運行，在卸荷閥474B帶電時，碎屑通過卸荷閥被液壓油帶回到油箱，系統(tǒng)油壓在建立正常，PUMP1故障燈滅；PUMP2運行51min后，474B卸荷電磁閥又出現(xiàn)不能正常關閉狀況，導致PUMP2升壓故障，出現(xiàn)“MAX TIME PUMP2”報警，停PUMP2且PUMP2故障燈亮，此時兩臺油泵均處于停止狀態(tài)；當油壓下降到130 bar時，系統(tǒng)發(fā)出鎖位指令，引起鎖位閥474A和399失電動作，由于474A不能有效切換油路，導致液控換向閥412不能正常切斷油路。

在此狀況下，執(zhí)行機構液壓缸內液壓油在彈簧壓迫下，在大約3min時間從比例閥通道和差壓開關密封破損處回到油缸，引起了閥門不能鎖位，切斷閥關閉。

 

 

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