1 概述

抽汽汽輪機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供而廣泛應(yīng)用于熱電廠的供熱系統(tǒng)中，為防止汽輪機(jī)抽汽管道蒸汽倒流與冷凝水倒灌，引發(fā)汽輪機(jī)超速事故，在汽輪機(jī)抽汽管道上電動(dòng)截止蝶閥與止回閥之間需安裝快關(guān)，以瞬間切斷管路保護(hù)汽輪機(jī)安全。由于快關(guān)蝶閥的關(guān)閉速度快（<1s），輸出力大（>100kN），必須使用液壓驅(qū)動(dòng)裝置，為適應(yīng)各種型號(hào)的閥門(mén)，對(duì)快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了系列化設(shè)計(jì)。

2 結(jié)構(gòu)

快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置由液壓泵站、控制閥組、蓄能器、快速油缸、電氣控制箱等5部分組成（圖 1），它可以完成蝶閥的慢開(kāi)、慢關(guān)、快關(guān)、活動(dòng)等動(dòng)作。

圖 1 快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置外型（1.電氣控制箱 2.蓄能器 3.液壓泵站 4.控制閥組 5.快速油缸）

2.1 液壓控制部分

根據(jù)快關(guān)蝶閥的要求和計(jì)算，液壓驅(qū)動(dòng)裝置的基本參數(shù)確定如《表 1》。

液壓泵站由電機(jī)、聯(lián)軸器、液壓泵、進(jìn)油過(guò)濾器、高壓過(guò)濾器、油箱等元件組成，其主要作用是供給系統(tǒng)所需的壓力油，為蓄能器提供流量和壓力，設(shè)計(jì)時(shí)采用了進(jìn)口高壓低噪聲的齒輪泵，泵裝置采用立式安裝和倒置結(jié)構(gòu)的高壓過(guò)濾器，結(jié)構(gòu)緊湊，又保證了系統(tǒng)油液清潔，以保證各種控制閥能正常動(dòng)作。為滿足不同快關(guān)蝶閥的需要，分成2個(gè)系列來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖 2 液壓控制閥組（1.電磁閥 DT3 2.電磁閥 DT2 3.截止閥 AV1 4.截止閥AV3 5.截止閥AV2 6.溢流閥RV 7.測(cè)壓接頭MP8.截止閥 AV4 9.壓力開(kāi)關(guān) KP2 10.壓力開(kāi)關(guān) KP1 11.電磁閥DT1）

控制閥組（圖 2）主要由閥塊、溢流閥、單向閥、節(jié)流閥、截止閥、電磁閥、壓力繼電器和壓力表等組成，溢流閥 RV 的作用是設(shè)定系統(tǒng)安全壓力，截止閥 AV1 的作用是釋放系統(tǒng)壓力油回油箱，節(jié)流閥AV3的作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)閥速度，節(jié)流閥AV2的作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)開(kāi)閥速度，壓力繼電器 KP2 的作用是設(shè)定系統(tǒng)油壓控制上限點(diǎn)，壓力繼電器 KP1 的作用是設(shè)定系統(tǒng)油壓控制下限點(diǎn)，壓力表的作用是顯示系統(tǒng)油壓，為了減少系統(tǒng)的內(nèi)泄漏和油泵的啟動(dòng)次數(shù)，節(jié)省能源，便于維修和安裝，選用了進(jìn)口的螺紋插裝閥和優(yōu)質(zhì)的二通插裝閥。為了滿足不同快關(guān)蝶閥的需要，閥塊分成左閥塊、中間閥塊和右閥塊三部分來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)不同的組合應(yīng)對(duì)不同的要求。

蓄能器為蝶閥慢開(kāi)、慢關(guān)、快關(guān)及活動(dòng)等動(dòng)作時(shí)提供能源，蓄能器規(guī)格的選擇經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的計(jì)算，每個(gè)系統(tǒng)不同，以滿足系統(tǒng)保壓和蝶閥快關(guān)的要求。蓄能器用的氮?dú)饪梢钥闯墒抢硐霘怏w，而快速的膨脹和壓縮過(guò)程可以看成是絕熱的狀態(tài)變化，所需選用蓄能器總?cè)莘e的計(jì)算公式為：

式中：

V0——蓄能器理想總?cè)莘e，m3

ΔV——蓄能器所需的有效排油量，m3

P0——蓄能器充氣壓力（絕對(duì)壓力），Pa

P1——系統(tǒng)最低工作壓力（絕對(duì)壓力），Pa

P2——系統(tǒng)最高工作壓力（絕對(duì)壓力），Pa

K——?dú)怏w的多變指數(shù)（氮?dú)獾亩嘧冎笖?shù) K=1.4）

圖 3 快速油缸

快速油缸（圖 3）是通過(guò)齒輪齒條推動(dòng)蝶閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為保證其運(yùn)行可靠，油缸密封選用了進(jìn)口的密封圈，并設(shè)置了液壓緩沖裝置以保護(hù)蝶閥，設(shè)計(jì)了節(jié)流裝置，按系統(tǒng)要求控制驅(qū)動(dòng)外界負(fù)載，直接安裝于齒輪齒條傳動(dòng)裝置上。為更好地與快關(guān)蝶閥連接，快速油缸也做了系列化設(shè)計(jì)，見(jiàn)《表 2》。

2.2 電氣控制部分

根據(jù)液壓控制部分的要求，確定電氣控制系統(tǒng)的參數(shù)，見(jiàn)《表 3》。

?快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置電控系統(tǒng)采用自行設(shè)計(jì)的專用集成印刷線路板，經(jīng)嚴(yán)格測(cè)試證明該線路板調(diào)節(jié)方便，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。電控箱由開(kāi)關(guān)電源、交流接觸器、熱繼電器、斷路器、線路板和接線端子等組成。電氣控制分普通繼電器控制箱和 PLC 型電控箱兩種。

3 型號(hào)編制

電液控制驅(qū)動(dòng)裝置的型號(hào)由9個(gè)單元組成，用來(lái)表明裝置的代號(hào)、閥門(mén)公稱通徑、閥門(mén)公稱壓力、儲(chǔ)能形式、快關(guān)動(dòng)作形式、帶手動(dòng)動(dòng)作、帶油源系統(tǒng)、電氣選項(xiàng)和產(chǎn)品版本號(hào)。裝置型號(hào)的9個(gè)單元按下列順序排列：

① 產(chǎn)品代號(hào)——HGKG，電液控快速關(guān)斷蝶閥電液控制驅(qū)動(dòng)裝置；

② 閥門(mén)公稱通徑——DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN550、DN600、DN650、DN700、DN750、DN800、DN900、DN1000、DN1.00、DN1200、DN1300、DN1400、DN1500、DN1600、DN1800、DN2000；

③ 閥門(mén)公稱壓力——PN6、PN10、PN16、PN20、PN25、PN40、PN50、PN63.3；

④ 儲(chǔ)能形式——X為蓄能器型（默認(rèn)選項(xiàng)），T 為彈簧型；

⑤ 快關(guān)動(dòng)作形式——E為得電動(dòng)作型（默認(rèn)選項(xiàng)），D為失電動(dòng)作型；

⑥ 帶手動(dòng)動(dòng)作——S（蓄能器型用）；

⑦ 帶油源系統(tǒng)——P（彈簧型用）；

⑧ 電氣選項(xiàng)——PT為普通繼電器控制型（默認(rèn)選項(xiàng)），XD為PLC控制型；

⑨ 產(chǎn)品版本號(hào)——2X，3X；

舉例：HGKG①-450②/06③-X④-E⑤-S⑥/P⑦-PT⑧-2X⑨

4 結(jié)語(yǔ)

快關(guān)蝶閥電液控制驅(qū)動(dòng)裝置經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化設(shè)計(jì)后，既能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，又能實(shí)現(xiàn)本地控制箱操作面板控制。通過(guò)選用進(jìn)口高壓低噪聲的齒輪泵、高壓大流量的邏輯閥、結(jié)構(gòu)緊湊的螺紋插裝閥和專用的控制線路板，快關(guān)速度可達(dá)到 0.3s，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。