插装式逻辑阀在水电厂调速器系统中的应用

江小金

江西赣能股份有限公司居龙潭水电厂，江西 赣州 341000

水电厂调速器的主要作用是保证机组的输出功率，并及时、准确进行机组控制，如紧急停机、增减负荷等，插装式逻辑阀是由不同插装阀组合而成的阀门回路系统，将其运用到调速器系统中能够有效发挥其高可靠、自清污等优势，改善调速器系统的运行状态。

1.1 进液时的应用

根据具体用途分类，插装式逻辑阀主要包括开关逻辑阀、保护逻辑阀、溢流逻辑阀等。在调速器系统中，开关阀的用途包括循环释放、进液、单项释放等，可以满足系统运行对压降的要求。开关逻辑阀通常被用作降压用阀门。其中，在系统进液运行中，使用开关逻辑阀时通常需要运用阀芯阻尼凸头完成关闭缓冲，同时运用先导网络阻尼完成开启缓冲。但需注意的是，如果需要快速停止进液，则必须遵循既定的操作方式，快速关闭逻辑阀，以保证控制效果。一般来说，上述关闭方式的具体操作方式为先在梭阀处选择主阀关闭操作压力，再以先导控制增加外控的方式，关闭主阀门，完成停止进液操作。在此过程中，必须使主阀阀口的压降与流量适配，而且需检查逻辑阀的弹簧力，确认无问题后，方可操作。此外，在运用逻辑阀时，应检查阀门的机械卡紧力情况，并确保其卡紧精度能够满足调速器系统的压降操作要求，以增强逻辑阀的应用效果，提升调速器系统的运行水平。

1.2 循环释放时的应用

在调速器系统运行中，开关逻辑阀在循环释放运行上的应用操作重点与其在进液运行中的应用操作一致，均采用阀芯阻尼凸头进行关闭缓冲，并采用先导阻尼进行开启缓冲。总体上来看，作循环释放用的国内外逻辑阀产品，基本以先导插装式节流阀或电磁阀，控制主阀的组合。其开启过程为，先进行开启缓冲，然后使用压力换向阀，将逻辑阀开启，直至压力下降到所需要的水平，再操作换向阀将逻辑阀内部存积的液体排除，完成开启。关闭的过程为，缓冲完成后，用先导功能元件叠加操作的方式，按照既定的顺序进行操纵，以关闭阀门。此外，在应用逻辑阀时，必须根据管道的公称直径选择相应的阀门类型和型号，确保逻辑阀应用的准确性。同时，考虑到调速器系统在压降操作时对所达到压降值的精准度要求比较高，在应用逻辑阀前，应检查其加工精度，以免阀门运行精度不够，影响调速系统的运行效果。

2.1 保护装置构建

在水电厂生产设施运行中，可能会出现过速问题，引发设施运行故障和事故，因此，为了保证生产活动的稳定开展，通常会在调速器系统中设置一个过速限制装置，以控制流速，达到过速保护的效果。在传统条件下，调速器系统中的过速保护装置以滑阀式事故配压阀的结构为主，但这种结构的保护装置较为复杂，无论是前期安装还是后期运维都存在较大难度，而插装式逻辑阀的构造简单，且可以满足过速保护控制需求，因此，目前主要运用逻辑阀构建调速器系统中的过速保护装置。在系统中，过速保护装置可以被分为机械过速保护器、过速限制器、分断关闭装置三部分。其中，在过速限制器的构建中，可以采用常规插装阀、可调流量插装阀，形成一个逻辑阀系统，由此根据流速情况，对流速进行限制，实现过速保护。在逻辑阀的应用中，需先根据水电厂设施运行逻辑、程序予以厘清，据此规划出过流控速流程，再围绕该方案中阀门的运行需求，用插装式阀门构建配套的逻辑回路，以实现对逻辑阀的准确应用。

2.2 分段关闭装置构建

在过速保护系统中，分段关闭装置的主要作用是防止关闭、过速限制期间机组受水锤作用的影响，导致水电厂生产水平下降。分段关闭装置在整体调速系统中的应用机理为，当其关闭时，让机组先快速关闭，待关闭范围达到一定程度后，放慢关闭速度，直至所有部分均关闭，以防止关闭期间出现水锤问题。同时，在过速限制时，让机构中存在关闭速度，但不干扰其他部分的迅速开启，也可以预防过速限制期间出现水锤问题。在此装置的构建中，通常可以采用行程换向阀、可调流量插装阀、常规插装阀进行组合，形成一个能够满足分段关闭运行需求的逻辑阀系统，以实现逻辑阀在调速器系统中的应用。在此过程中，需根据液压系统的整体结构进行逻辑阀布局，同时，换向阀可以选用电磁式的阀门。总体来说，逻辑阀的应用优势在于，所需的插装阀门均为标准件，元件的更换比较方便，而且造价也相对较低。此外，如果运用逻辑阀，那么分段关闭装置中无须安装联单阀，即可快速开启，节省了空间和安装施工作业量。

3.1 应用方法

溢流逻辑阀在调速器系统中的主要作用是保证工作缸、泵头的安全溢流。该阀门的安装口尺寸选用需要遵循ISO标准，而且在实际应用中无须额外安装插件盖板，由此极大地减少了安装施工工程量，也压缩了溢流阀在调速器系统中的空间占用量。在溢流逻辑阀的应用中，只需将阀门、电磁换向阀直接安装在盖板上，即可运行其溢流保护功能。但是，通常情况下，盖板上的控制油孔、螺钉孔数量有限，因此必须采用叠加的方式安装逻辑阀先导功能元件，以确保逻辑阀的正常运行。目前关于水电厂阀门应用的规程已经比较完善，因此在运用溢流逻辑阀时需严格按照规程的要求，落实具体的应用方法，使该方法的实施效果能够达到预期。此外，应用该逻辑阀时，应充分考虑后期的维护、检修工作需求，合理布局安装，以增强其应用效果。

3.2 逻辑阀部件的选用

在溢流逻辑阀的应用中，应根据实际工况选用合适型号的阀门部件，以保证其应用效果。部件选用所依据的指标一般包括公称压力、使用温度范围、使用介质等，工作人员需要通过观察工况确定指标，再进行逻辑阀部件的选用。一般来说，需按照操作压力计算出阀门的公称压力，用操作温度确定使用温度范围，并根据使用介质确定阀门的材质与结构形式。此外，选用逻辑阀时，必须对部件的加工精度、刚度等质量指标进行检查，确认其质量、性能良好后才能将其投入使用，从而保证逻辑阀在水电厂调速器系统中的应用效果[1]。

4.1 逻辑阀的回路构建

比例逻辑阀的主要特点在于能够实现逻辑阀的所有功能，且适用于多种应用场景，但此类逻辑阀的造价相对较高，而且运维也相对复杂，因此在调速器系统中的应用广度稍逊于其他逻辑阀。通常来说，比例逻辑阀的应用操作主要分为回路构建、集成块构建两部分。其中，在回路构建中，应将比例逻辑阀作为先导阀门，再搭配一个电磁球或电磁滑阀作为辅助性先导阀，再根据被控制的逻辑插装阀的通径，确定先导阀的规格。此外，应将逻辑阀的压力干扰问题纳入考虑范围，按照相应的力学公式，计算所需达到的作用力，再合理地进行比例逻辑阀的回路布局安装，以提升逻辑阀的应用水平。需注意的是，应运用专业的测量方式，参考调速器系统的运行参数，构建逻辑阀回路，以调整好回路运行参数，使其能够顺利适应调速器系统工况，深入优化比例逻辑阀应用效果。考虑到其运维较为复杂，在回路安装建设时，需控制好元件之间的距离，从而为运维操作留有空间，以改善比例阀在应用中存在的运维问题，提升调速器系统的运行水平[2]。

4.2 逻辑阀的供油选择

现阶段，调速器系统中，比例逻辑阀的先导控制供油有内供、外供和联合供油3种形式。其中，内供形式下，控制油会从主阀内部被传输至比例阀中，这在一定程度上会减缓主阀的关闭速度，而且可能会出现反向开启的情况，因此，该方法缺乏可靠性，应用较少。外供和联合供形式则不会出现上述情况，且更加稳定，因此，根据调速器对逻辑阀开关灵敏度和可靠性的要求，通常选用外供或联合供形式，以保持良好的比例逻辑阀运行状态。需注意的是，在必须选用内供形式的特殊情况下，应当增设一个小型蓄能器，以强化先导控制油供应的稳定性和可靠性，提高逻辑阀的应用效果。同时，需结合调速器系统的实际工况信息，选择型号适合的小型储能器，以保证比例逻辑阀运行维稳效果[3]。

综上所述，增强插装式逻辑阀的应用效果，有助于水电厂调速器系统运行水平的提升。在调速器系统运行中，借助插装式逻辑阀，可以精准满足调速器运行期间的压降需求，减少装置空间占用以及施工作业量，增强溢流保护效果，提高调速器运行的准确性，从而改善水电厂的生产状态。

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