阀门机械闭锁一体化设计与应用

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:郑勇
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的阀门机械闭锁一体化技术有了很大进展,本文主要分析了阀门机械的系统构成,检查了检修闭锁系统特点,最后对机械闭锁一体化设计进行了论述,从而有效降低了阀门被误动的可能性,提高了机械设备检修的安全性和电厂安全生产水平。
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        摘要:随着科学技术的发展,我国的阀门机械闭锁一体化技术有了很大进展,本文主要分析了阀门机械的系统构成,检查了检修闭锁系统特点,最后对机械闭锁一体化设计进行了论述,从而有效降低了阀门被误动的可能性,提高了机械设备检修的安全性和电厂安全生产水平。
        关键词:阀门;机械闭锁;一体化;安全
        引言
        在对高压截止阀,止回阀,低压闸阀等设备进行设计和生产的过程中,由于一些客观因素的影响,会对生产质量造成一定的影响。阀门作为生产过程中主要内容之一,要想提高高压截止阀,止回阀,低压闸阀的生产质量,就要对其中的密封问题进行全面分析,加强对流量的控制,不断地提高生产质量和高压截止阀,止回阀,低压闸阀的性能,进而为我国工业在社会中的稳定发展提供一定的保障。
        1系统构成
        水电厂机械设备阀门防误操作装置由后台防误主机、检修隔离管理器、授权钥匙、锁具、电脑钥匙等设备构成,形成水电厂机械阀门防误操作功能。每个工作任务开一张隔离票,检修隔离管理器释放一个授权钥匙交给检修人员,防误主机上闭锁相关检修设备,无法对其进行操作,直到检修工作结束,检修人员归还授权钥匙至后台后才能在防误主机内解锁相关设备。(1)检修隔离管理装置主要由检修隔离管理器和授权钥匙组成。检修隔离管理器根据隔离票分配授权钥匙,授权钥匙用于解除隔离闭锁的权限控制,授权钥匙的权限由系统根据任务分配,分别由工作许可人和工作负责人持有。(2)通信适配器和电脑钥匙是隔离闭锁系统的核心设备,通过无线采码方式识别隔离锁具,可根据隔离票解锁相应的隔离锁具。隔离票通过任务方式传输至隔离闭锁钥匙,根据其中显示信息领取隔离锁具,到工作现场做隔离措施。(3)现场旧版阀门锁具升级为新阀门锁具。(4)后台防误主机操作界面通过开检修任务票可使用电脑钥匙到现场解锁所需操作阀门的阀锁,许可工作票时开隔离任务票隔离相关阀门,并分配对应的授权钥匙。
        2检修闭锁系统特点
        1)闭锁强制管理:采用加装锁具的方式,对检修设备周边隔离点强制闭锁,锁具可根据现场需要制作,满足不同阀门、开关形式的闭锁要求。2)权限双方控制:工作许可人与工作负责人共同控制隔离点闭锁设备的解除权限,有效保障作业人员安全。3)多任务有效管理:每个工作任务的工作负责人分别对自己周边隔离点进行闭锁,以技术手段保障多班组、多任务交叉作业时检修区域内人员和设备的安全。4)冲突检查机制:隔离票间的逻辑关系可视化,具备自动识别、检查试运行中的冲突机制。5)“黑匣子”记忆:可以对检修设备隔离票操作过程进行追忆,便于事故分析。
        3机械闭锁一体化设计
        3.1球阀操作机构闭锁一体化设计
        球阀主要有阀壳、阀芯、阀杆、阀杆螺母、操作手柄和限位销等组成。球阀闭锁机构由固定环和活动环两部分组成,二者组合一体为圆柱状结构,间隙配合。活动环比固定环略厚,因此在工作时,活动环可以顺畅旋转。活动环设置在阀杆上,跟随阀门开关而旋转,固定环卡接在阀门的限位销上,工作时保持不动。当阀门关闭后,固定环和活动环上的固定闭锁孔和活动闭锁孔相互配合,形成2个锁孔,根据阀门的实际位置,选取上锁方便、位置明显的锁孔安装连接锁,连接锁限制活动环的转动,故阀杆也无法转动,阀门无法开启,将阀门闭锁在关闭位置。阀门开启后,活动环随着阀杆转动90°,和固定环共同形成两个锁孔,根据阀门的实际位置,选取上锁方便、位置明显的锁孔安装连接锁,连接锁限制活动环的转动,故阀杆也无法转动,阀门无法关闭,将阀门闭锁在开启位置。球阀操作机构闭锁装置安装十分简单、便利,无需隔离设备,安装过程不用改变阀门状态,不影响设备正常运行。

安装时只需用扳手拧下阀杆螺母,然后将闭锁装置的固定环和活动环组合为一体,对准孔位将闭锁装置套接在阀杆上,最后拧上阀杆螺母即可。
        3.2进行科学地设计
        在对高压截止阀,止回阀,低压闸阀进行设计的过程中,除了要合理地选择材质,还要对其设计形式进行分析,主要就是阀门的填料径向移位进行有选择控制,这样才能确保每个环在填料组中都能得到有效应用。由于在对阀门进行设计的时候,在预紧力的作用下,每个单环都要具有一致的径向变形量,所以设计人员一定要保证阀杆设计的合理性,这样才能够避免介质向外穿透,从而不断提高阀门的密封性能。在对阀门进行安装的过程中,为了防止密封等问题的出现,通常会让石墨填料组的凸面正对着介质,这样不仅可以对阀门在使用过程中的压力进行合理地控制,还能有效避免阀门密封问题的产生。根据研究发现,如果阀门的内压越大,就会产生越大的填料变形,这个时候阀门的密封会具有更高的可靠性,从而进一步提高了阀门的质量。
        3.3电气方面
        电气方面设备检修时主要注意防止外部电源突然送入,给检修过程带来安全隐患。在整个检修过程中,电气方面设备检修基本都是交叉进行的,由此必须对电气检修设备进行全面闭锁、隔离,确保整个检修过程中人身及设备安全。其主要闭锁点主要有以下几方面:1)机组出口开关、隔离刀闸。闭锁机组出口刀闸操作把手,防止检修过程中误合刀闸。2)线路开关、隔离刀闸。闭锁跟检修机组相关的线路开关、隔离刀闸操作把手,防止检修过程中误合。3)设备控制总电源。由于各设备控制总电源开关较多,且开关并排安装在机旁交直流柜内,因此对机旁交直流柜柜门进行闭锁。每次操作必须由运行人员、检修人员共同现场检查确认无误后方可进行。
        3机械闭锁一体化效果
        阀门机械闭锁一体化装置用于锁定阀门诸如在闭合位置和开启位置之间的状态。例如,当对闭锁的阀门下游的部件执行修理或维修时,阀门闭锁装置通过在结构上限制控制手柄的物理移动,将阀门锁定在完全闭合位置,从而实现阀门的闭锁操作。闭锁装置采用新的闭锁机构小巧美观,未损坏阀门原有结构,并且和阀门本身融为一体,消除原闭锁方式产生的噪音;采用新的闭锁装置,可以用原有挂锁进行锁定,并且省去了链条,节省了材料费用,提高了工作效率,节省人工费用,更符合人机功效;部分阀门操作后可以将挂锁直接锁在闭锁装置上,无需带走,每次携带对应挂锁钥匙即可,优化了操作程序;闭锁方法简单,闭锁后阀门操作机构无法动作,起到完整闭锁作用,消除安全隐患,使检修工作环境更加安全可靠。
        结语
        综上所述,检修隔离闭锁系统的有效应用,确保机组在检修过程中,各能量源处能够有效闭锁,任何一方不得改变检修设备的状态,防止油、水、气、电送至检修系统,从而确保检修人员及检修设备的安全;检修过程如需要送电试运行,必须由运行人员、检修人员共同检查,开具试运行票,共同解锁检修设备闭锁装置,方可完成送电等操作,此措施确保检修过程中人身、设备的安全,提升了设备检修安全管控水平。
        参考文献:
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        [4]吕在生,刘杰.五强溪水电厂泄洪闸门系统集控接口改造[J].水电与新能源,2016(9):60-64.
        [5]陈英杰,丁礼俊,张鸿泉,等.核级不锈钢阀门密封唇焊维修质量控制[J].电焊机,2019,49(4):121-126.
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