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大型進水蝶閥在水電站中的應用
  1 蝶閥的應用
        當水輪發電機組采用一管多機或引水鋼管過長時,須裝設水輪機進水閥。若是一管多機時,裝設的進水閥在1臺機組投運后應不影響共用1個引水鋼管的各個機組的正常工作。若是引水鋼管過長時,裝設進水閥可以在機組事故甩負荷又遇到常規過速?;ぞ芏苯囟纖?,對機組進行?;?,或者在機組事故甩負荷又遇調速器失靈時截斷水流從而對機組進行?;?,同時還可以減少水擊力對水輪機導水機構的嚴重破壞。
        尼爾基水電站水輪機進水閥型號PDF92—WY-500,直徑為5000mm,進水閥直徑在國內為特大型閥門。
        2 系統組成及作用
        2.1 系統組成
        進水蝶閥系統由雙密封液動蝶閥、液壓驅動系統、電氣控制系統及附屬設備等組成。液動雙密封蝶閥基本形式為臥軸雙偏心雙密封結構,兩道密封分為工作密封和檢修密封;液壓驅動系統由液壓站和操作機構2部分組成,每臺進水閥配有1臺液壓站,操作機構采用中壓單接力器;控制系統以PLC為核心,采用觸摸屏進行操作和顯示,可就地操作或遠程控制;進水閥下游側設一伸縮節,可方便進水閥的安裝、拆裝和檢修。
        2.2 雙密封進水閥主要作用
        關閉進水閥,截斷水輪機進水,以利于水輪機檢修;當水輪機組調速系統發生故障,機組轉速升高到整定值的情況下,能動水緊急關閥,保證機組安全;當水輪機組長期?;?,截斷上游來水,減少導葉漏水,防止機組發生蠕動;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,且不影響其它機組的正常運行。
        3 密封結構及特點
        進水閥相當于一個液動進水閥和一個進水檢修閥。它設有上、下游兩個密封裝置,即在進水閥出水端設置工作密封副,在進水端設置檢修密封副。正常工作時僅工作密封投入使用;當工作密封或軸端密封需要檢修時,為了不排空壓力鋼管,且不影響其它機組的正常運行,檢修密封投入工作。
        工作密封采用預壓可調的成熟技術,即硬橡膠——不銹鋼密封結構?;蠲諾拿芊餿Σ捎酶哂捕認鸞喝?,整體硫化,無縫連接,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節。同時,可在不拆卸閥體的情況下,很方便檢修或更換密封圈?;蠲湃厥?,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。
        檢修密封采用移動自密封式金屬硬密封結構形式。閥體密封圈為動密封環,采用錐面形式,活門密封圈為自密封式的球形密封環。當檢修密封投入時,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。動密封環采用閥前水壓驅動,并配備獨立的增壓裝置,且在閥門外部設有動密封環位置的指示機構。當活門旋轉時,動密封環先行脫離,使兩密封面無旋轉磨擦,開啟力矩小。檢修密封采用硬質合金的金屬硬密封結構,且在機組正常工作時不參與工作,僅檢修工作密封和軸端密封時投入使用,耐磨損,使用壽命可大于20年以上。
        4 進水閥液壓控制部分
        PDF92—WY—500進水蝴蝶閥液壓控制系統主要由2臺柱塞式高壓油泵、2個電磁溢流閥、4個電磁換向閥、2個液控單向閥、2個電磁球閥、1個插裝閥、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的輔助設備及元件組成。液壓驅動系統由液壓站和操作機構2部分組成。液壓站主要由油泵機組、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、控制閥組及表計等組成。每臺進水閥配1臺液壓站。在油箱上裝有2套高壓柱塞泵電機組,2套互為備用,以確保蓄能罐有可靠的液壓能供給,在必要時油泵機組可直接為進水閥提供動力源。
        進水閥液壓控制系統組成基本原理是:液壓站通過油泵機組向氣囊式蓄能器充油,使之產生壓縮能或存貯液壓能,在電控指令和控制閥組的作用下,蓄能罐的液壓油經液壓閥快速流向操作機構,而將液壓能轉變為機械能,從而在驅動主接力器、鎖定接力器和旁通閥接力器過程中實現進水閥的動作動能。
        5 控制系統
        進水液動雙密封蝶閥的控制系統以PLC(可編程控制器)為核心,采用工業人機界面(觸摸屏)進行操作及顯示??刪偷夭僮鶻?、旁通閥的開和關,也可由中控室對整個進水閥系統進行自動控制?;箍商峁┰凍碳撲慊鋃?、咨詢等服務。
        1)利用多種傳感器檢測液壓系統的壓力、油溫及活門的位置,通過PLC或計算機進行監控,對進水閥系統的運行狀態進行分析,提出報警信息或自動采取緊急措施。
        2)采用工業人機界面(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的動態壓力、保壓時間、油泵電機的啟動次數、每次運行時間、液壓油溫、油箱油位、活門的當前位置、啟閉的時間、故障報警等信息,還可查詢進水閥系統的操作指南、維修向導等技術資料。
        3)設有與中央控制室通訊的接口,可將進水閥系統的控制納入水電站的集中控制系統中。以實現無人值班,少人值守。
        4)利用遠距離通訊接口,通過公用電話線路與遠程上位機進行信號傳輸,不但可以實現遠程監控或管理,而且可實現廠方對用戶的遠程技術服務。
        5)該大型蝶閥自投入運行以來運行穩定,關閥過程中未發現有異常情況,其漏水量幾乎為0,在緊急事故時能可靠動作。

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