水輪機(jī)進(jìn)水液控蝶閥設(shè)計(jì)規(guī)范蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式，現(xiàn)有的船舶大多數(shù)采用彈性密封的閥門，但彈性密封則具有受溫度限制的缺陷，容易老化，使用壽命較短。本文主要介紹了大口徑、雙密封進(jìn)水閥在水電站的應(yīng)用,結(jié)合某水電站的運(yùn)行實(shí)際,從系統(tǒng)組成及作用,密封結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),液壓控制部分、控制系統(tǒng)5個(gè)方面對(duì)大型蝶閥進(jìn)行了介紹和分析。 當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組采用一管多機(jī)或引水鋼管過長(zhǎng)時(shí)，須裝設(shè)水輪機(jī)進(jìn)水閥。若是一管多機(jī)時(shí)，裝設(shè)的進(jìn)水閥在1臺(tái)機(jī)組投運(yùn)后應(yīng)不影響共用1個(gè)引水鋼管的各個(gè)機(jī)組的正常工作。若是引水鋼管過長(zhǎng)時(shí)，裝設(shè)進(jìn)水閥可以在機(jī)組事故甩負(fù)荷又遇到常規(guī)過速保護(hù)拒動(dòng)時(shí)截?cái)嗨鳎瑢?duì)機(jī)組進(jìn)行保護(hù)，或者在機(jī)組事故甩負(fù)荷又遇調(diào)速器失靈時(shí)截?cái)嗨鲝亩鴮?duì)機(jī)組進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)還可以減少水擊力對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。
特點(diǎn)
1、本閥采用雙偏心結(jié)構(gòu)，具有越關(guān)越緊的密封功能，密封性能可靠。
2、密封副材料選用不銹鋼和耐油橡膠配對(duì)，使用壽命長(zhǎng)。
3、橡膠密封圈即可位于閥體上，也可以位于蝶板上，可適用不同特點(diǎn)的介質(zhì)，供用戶選擇。
4、蝶板采用框架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，過流面積大，流阻小。
5、整體烤漆、能有效地防止銹蝕且只要更換密封閥座密封材料，就可使用于不同介質(zhì)。
6、本閥具有雙向密封功能，安裝時(shí)不受介質(zhì)流向的控制，也不受空間位置的影響，可在任何方向安裝。
7、本閥結(jié)構(gòu)*，操作靈活，省力，方便。 
2 水輪機(jī)進(jìn)水液控蝶閥設(shè)計(jì)規(guī)范系統(tǒng)組成及作用
2.1 系統(tǒng)組成
進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)由雙密封液動(dòng)蝶閥、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及附屬設(shè)備等組成。液動(dòng)雙密封蝶閥基本形式為臥軸雙偏心雙密封結(jié)構(gòu)，兩道密封分為工作密封和檢修密封；液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由液壓站和操作機(jī)構(gòu)2部分組成，每臺(tái)進(jìn)水閥配有1臺(tái)液壓站，操作機(jī)構(gòu)采用中壓?jiǎn)谓恿ζ鳎豢刂葡到y(tǒng)以PLC為核心，采用觸摸屏進(jìn)行操作和顯示，可就地操作或遠(yuǎn)程控制；進(jìn)水閥下游側(cè)設(shè)一伸縮節(jié)，可方便進(jìn)水閥的安裝、拆裝和檢修。
2.2 雙密封進(jìn)水閥主要作用
關(guān)閉進(jìn)水閥，截?cái)嗨啓C(jī)進(jìn)水，以利于水輪機(jī)檢修；當(dāng)水輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障，機(jī)組轉(zhuǎn)速升高到整定值的情況下，能動(dòng)水緊急關(guān)閥，保證機(jī)組安全；當(dāng)水輪機(jī)組長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)，截?cái)嗌嫌蝸硭瑴p少導(dǎo)葉漏水，防止機(jī)組發(fā)生蠕動(dòng)；在不排空閥前壓力水的情況下，檢修雙密封蝶閥的軸端密封和工作密封，且不影響其它機(jī)組的正常運(yùn)行。
3 密封結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
進(jìn)水閥相當(dāng)于一個(gè)液動(dòng)進(jìn)水閥和一個(gè)進(jìn)水檢修閥。它設(shè)有上、下游兩個(gè)密封裝置，即在進(jìn)水閥出水端設(shè)置工作密封副，在進(jìn)水端設(shè)置檢修密封副。正常工作時(shí)僅工作密封投入使用；當(dāng)工作密封或軸端密封需要檢修時(shí)，為了不排空壓力鋼管，且不影響其它機(jī)組的正常運(yùn)行，檢修密封投入工作。
工作密封采用預(yù)壓可調(diào)的成熟技術(shù)，即硬橡膠——不銹鋼密封結(jié)構(gòu)。活門的密封圈采用高硬度橡膠圈，整體硫化，無(wú)縫連接，用密封壓蓋和不銹鋼螺釘固定在活門上，閥門所需密封比壓通過螺釘調(diào)節(jié)。同時(shí)，可在不拆卸閥體的情況下，很方便檢修或更換密封圈。活門全關(guān)時(shí)，在水壓作用下，橡膠密封圈更貼緊閥體上密封圈，使之密封效果更好。
檢修密封采用移動(dòng)自密封式金屬硬密封結(jié)構(gòu)形式。閥體密封圈為動(dòng)密封環(huán)，采用錐面形式，活門密封圈為自密封式的球形密封環(huán)。當(dāng)檢修密封投入時(shí)，球形密封圈在水壓作用下向外膨脹，能得到可靠的密封比壓。動(dòng)密封環(huán)采用閥前水壓驅(qū)動(dòng)，并配備獨(dú)立的增壓裝置，且在閥門外部設(shè)有動(dòng)密封環(huán)位置的指示機(jī)構(gòu)。當(dāng)活門旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)密封環(huán)先行脫離，使兩密封面無(wú)旋轉(zhuǎn)磨擦，開啟力矩小。檢修密封采用硬質(zhì)合金的金屬硬密封結(jié)構(gòu)，且在機(jī)組正常工作時(shí)不參與工作，僅檢修工作密封和軸端密封時(shí)投入使用，耐磨損，使用壽命可大于20年以上。
由2臺(tái)柱塞式高壓油泵、2個(gè)電磁溢流閥、4個(gè)電磁換向閥、2個(gè)液控單向閥、2個(gè)電磁球閥、1個(gè)插裝閥、蓄能器組、主閥液壓缸、鎖錠液壓缸、旁通閥液壓缸以及油系統(tǒng)的輔助設(shè)備及元件組成。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由液壓站和操作機(jī)構(gòu)2部分組成。液壓站主要由油泵機(jī)組、集成式油路塊、油箱、空氣濾清器、濾油器、壓力變送器、液壓變送器、控制閥組及表計(jì)等組成。每臺(tái)進(jìn)水閥配1臺(tái)液壓站。在油箱上裝有2套高壓柱塞泵電機(jī)組，2套互為備用，以確保蓄能罐有可靠的液壓能供給，在必要時(shí)油泵機(jī)組可直接為進(jìn)水閥提供動(dòng)力源。
進(jìn)水閥液壓控制系統(tǒng)組成基本原理是：液壓站通過油泵機(jī)組向氣囊式蓄能器充油，使之產(chǎn)生壓縮能或存貯液壓能，在電控指令和控制閥組的作用下，蓄能罐的液壓油經(jīng)液壓閥快速流向操作機(jī)構(gòu)，而將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，從而在驅(qū)動(dòng)主接力器、鎖定接力器和旁通閥接力器過程中實(shí)現(xiàn)進(jìn)水閥的動(dòng)作動(dòng)能。
5 水輪機(jī)進(jìn)水液控蝶閥設(shè)計(jì)規(guī)范控制系統(tǒng)
進(jìn)水液動(dòng)雙密封蝶閥的控制系統(tǒng)以PLC（可編程控制器）為核心，采用工業(yè)人機(jī)界面（觸摸屏）進(jìn)行操作及顯示。可就地操作進(jìn)水閥、旁通閥的開和關(guān)，也可由中控室對(duì)整個(gè)進(jìn)水閥系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。還可提供遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)診斷、咨詢等服務(wù)。
1）利用多種傳感器檢測(cè)液壓系統(tǒng)的壓力、油溫及活門的位置，通過PLC或計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)進(jìn)水閥系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，提出報(bào)警信息或自動(dòng)采取緊急措施。
2）采用工業(yè)人機(jī)界面（觸摸屏），使閥門的操作更直觀、更方便，顯示的信息量更大。通過觸摸屏可以得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力、保壓時(shí)間、油泵電機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)、每次運(yùn)行時(shí)間、液壓油溫、油箱油位、活門的當(dāng)前位置、啟閉的時(shí)間、故障報(bào)警等信息，還可查詢進(jìn)水閥系統(tǒng)的操作指南、維修向?qū)У燃夹g(shù)資料。
3）設(shè)有與中央控制室通訊的接口，可將進(jìn)水閥系統(tǒng)的控制納入水電站的集中控制系統(tǒng)中。以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，少人值守。
4）利用遠(yuǎn)距離通訊接口，通過公用電話線路與遠(yuǎn)程上位機(jī)進(jìn)行信號(hào)傳輸，不但可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控或管理，而且可實(shí)現(xiàn)廠方對(duì)用戶的遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。
5）該大型蝶閥自投入運(yùn)行以來運(yùn)行穩(wěn)定，關(guān)閥過程中未發(fā)現(xiàn)有異常情況，其漏水量幾乎為0，在緊急事故時(shí)能可靠動(dòng)作。
進(jìn)水閥的啟閉多采用液壓操作機(jī)構(gòu),主要型式有蓄能罐式、鎖定型自動(dòng)保壓重錘式(以下簡(jiǎn)稱重錘式)等。蝶閥上游側(cè)設(shè)連接短管與壓力鋼管焊接,進(jìn)水閥的下游側(cè)設(shè)置伸縮節(jié),伸縮節(jié)與下游短管法蘭連接,下游短管與水輪機(jī)蝸殼延伸段焊接。蝶閥閥體密封可采用單密封或雙密封形式,分別可采用金屬硬密封、橡膠密封。為節(jié)省空間和平衡扭矩,也可采用雙重錘對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)緊湊，90°回轉(zhuǎn)開關(guān)輕松，密封可靠，使用壽命長(zhǎng)，被廣泛用于水廠、電廠、鋼廠、造紙、化工、飲食等系統(tǒng)供排水中，作為調(diào)節(jié)和截止使用。大口徑蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°-90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，大口徑蝶閥，對(duì)夾式蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個(gè)零件組成，而且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)該閥門具有良好的流體控制特性，蝶閥處于*開啟位置時(shí)，蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)的阻力，因此通過該閥門所產(chǎn)生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。
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