1 煙機入口蝶閥介紹

煙機入口蝶閥由液壓執行機構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、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：

系統油路：主要由液壓油泵、雙聯過濾器、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工作油壓壓力穩定在140bar～180bar之間，本液壓系統液壓油泵設定為單泵連續運行工作模式，可手動或自動切換。

調節油路：電氣控制單、元ECU接收控制室發出的控制信號和閥位反饋信號，發出PWM信號驅動比例閥（584），比例閥可按輸入信號連續地、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行機構油缸的方向和壓力，調節蝶閥的開度。

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，在執行機構電氣控制單元ECU檢測到故障的情況下，切斷執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 故障現象

裝置正常生產中，煙機入口高溫切斷蝶閥突然出現一個綜合報警，隨后煙機蝶閥閥位在3min左右時間由全開變換到全關。經現場檢查確認：閥門全關，系統油壓降至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下要確保快速關閉，因而切斷閥執行機構采用單作用彈簧復位工作方式，從現場情況分析，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）引起這一系列現象的主導原因。

4 思路及現場測試

對于上述疑問需要確定主導原因，現象中#引人注意的是兩臺動力油泵均停運，若油泵無法持續運行建立油壓，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，當系統油壓出現“LOW OIL PRESSURE”報警后鎖位功能觸發。

鎖位功能觸發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“MAX  TIME”報警時，則兩臺油泵均停止運行 [2] ，控制系統油泵組態參數“MAX  TIME  TOPRESSURE”中組態時間為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分系統油壓不滿足升壓要求，控制器發出信號切換至PUMP2運行，此時PUMP1故障燈亮。

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

由此，可確認現場油泵停運原因及油泵故障燈狀態，同時也確定油泵停運并不是煙機入口切斷閥一系列現象的主導原因，導致油泵出現“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。經對油路和組態參數進行分析，系統油路油壓穩定是通過油泵、壓力變送器267A和卸荷閥474B來實現的，與閥門的鎖位和速關狀態無關，由于該系統油泵設定為連續運行，三者動作邏輯為：

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

② 當系統油壓P 油 ＞180bar時，474B得電，油泵出口全部回流。

③ 當系統油壓140bar＜P 油 ＜180bar時，474B得失電狀態保持。

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。

根據上述三者動作邏輯及系統報警和事件記錄提出一種假設：當系統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，在規定的4min內油壓沒有達到180bar，于是出現了“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“MAX TIME PUMP2”報警。

按照上述假設，對現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，發現下列情況：

◇ 系統油路中差壓開關523拆除后，發現密封圈破碎，金屬過濾網損壞嚴重，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存在卡澀現象，不能有效控制液控換向閥412切斷油路。

◇ 油箱中發現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卸荷電磁閥又出現不能正常關閉狀況，導致PUMP2升壓故障，出現“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；當油壓下降到130 bar時，系統發出鎖位指令，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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