蝶阀课件

水轮机进水蝶阀简介

为了满足水电站机组运行与检修的需要，在水电站的引水系统和水轮机的过流系统中，不同位置应装设相应的闸门或阀门对水流加以控制，如进水口的工作闸门和检修闸门、尾水管出口的检修闸门和水轮机蜗壳前的阀门等。通常将装设在水轮机蜗壳前的阀门称为进水阀(又称主阀)。水轮机进水蝶阀是水轮发电机组的取水咽喉所在，对水轮发电机组在运行中的安全运行有着重要的意义。

水轮机进水蝶阀是机组和电站的一种重要安全保护设备，通常只有全开和全关两种状态，不允许部分开启来调节流量，以免造成过大的水力损失和影响水流稳定而引起过大的振动。水轮机进水阀是水电站进水管线系统中截断或接通水流的控制设备。

对其工况要求：发电时必须可靠开启，并且在全开位要保持，不能出现误关现象；正常停机或事故关机时阀门必须可靠关闭。

进水蝶阀设计指导思想

◆注意液压、电气系统的安全性

◆注意液压、电气系统的可靠性

◆注意液压、电气系统控制功能的合理性和完整性

进水蝶阀的作用

1、为水轮发电站机组检修提供安全工作条件，即机组检修时，在静水中关闭进水阀，截断机组进水。当压力钢管采用联合供水或分组供水时,其中一台机组检修，可关闭该水轮机前主阀，从而不影响其他机组的正常运行；

2、当水轮机组长期停用时，截断上游来水，以减少导叶漏水及因漏水造成的间隙气蚀损坏，还可避免机组长期运行后,因导叶漏水量增大而不能停机的问题。重新开机时还可缩短机组所需的时间,对于高水头长压力管道的水电站，意义尤为明显；

3、当水轮机组调速系统发生故障，机组转速升高到整定值的情况下，动水紧急关阀，截断水流,保证机组安全,防止事故扩大；

4、水轮机双密封进水阀不仅具有以上功能，而且可保证在不排空阀前压力钢管内部压力水的情况下，检修其阀轴密封或工作密封。检修过程中，不影响其它机组的正常运行，解决了历年来因检修阀门必需停止发电的被动局面。

进水蝶阀的技术要求

(1)、操作简便,体积小,重量轻；

(2)、有严密的止水装置,减少漏水,以便对阀后部件进行检修；

(3)、阀门及其操作机构的结构和强度应满足运行工况的要求。发生事故时,能在一定的动水压力下迅速关闭。关闭时间应满足发电机飞逸转速允许延续的时间和压力管道允许的水锤压力值的要求,一般为1~3Min。

进水蝶阀的类型及特点

蝴蝶阀是应用最广泛的水轮机进水阀,它用于大直径中、低水头电站。主要由圆筒形的阀体和可在其中绕轴转动的活门、阀轴、轴承、密封装置及操作机构等组成。阀门关闭时, 活门的四周与圆筒形的阀体接触形成密封,阀门开启时,水流绕活门两侧流过。按阀轴布置方式不一样,可分为立轴和卧轴布置。由于立轴式布置容易造成活门下坠导致密封不严、泥沙进入轴承导致活门开关不灵活，现以卧轴布置居多。

蝴蝶阀的优点是外形尺寸较小；重量较轻,价格便宜；结构简单,操作及维护方便；操作力矩小；启闭时间短；能动水关闭,可作机组快速关闭的保护阀门用、制造口径大等。缺点是活门在介质流道内,对水流的流态有一定的影响,易引起水力损失和汽蚀,特别在高水头下

使用,因活门厚度增大和流速增加更为明显。

水轮机进水蝶阀的组成

水轮机进水蝶阀的组成部分主要有：

1、液动蝶阀

2、液压驱动系统

3、电气控制系统

4、其他附属设备

进水蝶阀机电液之间的关系

水轮机进水液动蝶阀是机电液一体化的形式的产品。在这种类型的产品中，阀门是核心，其强度和密封的性能是考核阀门使用性能的关键。液压系统为阀门提供动力源，控制的对象是液压系统。可见，电气和液压控制系统虽是阀门系统的辅助部分，但它是能否控制和驱动阀门可靠和准确开启或关闭的比较重要的部分。

进水蝶阀的液压系统

蝶阀液压系统的组成部分：

1、油泵电机组：为液压系统提供足够的压力油，我站蝶阀液压站油泵为柱塞式油泵；

2、皮囊式蓄能器：蓄能器内腔由皮囊分为两部分：皮囊内装氮气，皮囊外充液压油。当油

泵将液压油压入蓄能器时，皮囊就受压变形，气体体积随压力增加而减少。液压油被储存，当液压系统需要压力油时，则蓄能器将液压油排出；

3、电磁换向阀：主阀开关阀的换向，锁定投入和解除的换向，旁通阀开关的换向；

4、溢流阀：安全保护，保持系统压力基本不变；

5、液控单向阀：控制蓄能器内压力油流向，锁定缸作用；

6、单向阀：只允许压力油单向流动；

7、电磁球阀：控制主阀开启和关闭，起保压作用；

8、压力控制器：控制油泵电机组起停；

9、回油滤油器：回油通过过滤回到油箱；

10、压力表：观察系统压力；

11、液位计：观察回油箱内液位高低；

12、油箱:存贮液压油；

13、主油缸：驱动蝶板（活门）开和关；

14、锁定油缸：蝶阀关闭后锁定主油缸；

15、旁通油缸：驱动液压旁通阀开关；

16、管路：连接液压站

主油缸﹑锁定油缸和旁通油缸；

17、辅件：管接头﹑弯头﹑管夹﹑高压胶管等。

液压元件的结构和工作原理

1、单向阀（方向控制阀）：油液只能朝一个方向流动

2、溢流阀（安全阀）：使回路压力不超过一定的极限值以保护系统。是最常用的压力控制阀类。调整时，设定值应略高于系统最高压力值。

3、电磁阀：通过电磁铁来控制阀门的开关

4、双液控单向阀：保压和方向控制

5、插装阀：是一类覆盖压力、流量、方向以及比例控制等的阀类。

液压主要功能回路

1、动力源回路

2、压力控制回路

3、流量控制回路

4、方向控制回路

5、保压回路

6、辅助回路

进水蝶阀辅助回路

油箱及其附件：

1）油液的存放处、

2）促进回油所含空气的分离、

3）异物沉淀、散热、

4）目测的液位计、温度计、压力表

5）安装电机油泵、油路块、阀类

6）安装控制元件

过滤回路：

1）为保证元件能正常工作，在泵的吸油管处设置吸油过滤器

2）在回油管的出口处设置回油过滤器，并在一定堵塞的情况报警

3）液压油的清洁度，油温对液压系统的影响是很大的

蝶阀的运行操作

蝶阀的操作有以下几种方式：

1、触摸屏的“现地手动分部操作”和“现地自动操作”控制；

2、控制柜按钮“现地手动分部操作”控制；

3、上位机“远方”控制；

4、正常运行时，“触摸屏/按钮站”旋转开关应置于“触摸屏”的“远方操作”位置。

进水蝶阀工作原理及动作过程

开阀时，启动油泵电机，油泵将压力油输入蓄能器至额定压力后停止。打开旁通阀，介质进入水轮机蜗壳，排气阀自动排气，待阀前后压力差值达到设定值时，液压锁锭油缸电磁换向阀动作，解除液压锁锭装置。进水液动蝶阀摆动油缸电磁换向阀动作，压力油进入摆动油缸无杆腔，摆动油缸带动曲柄、阀轴转动，开启进水液动蝶阀。进水液动蝶阀开到位后，（液压锁锭油缸电磁阀换向，液压锁锭投入，）关闭旁通阀。

运行程序：开阀

启动油泵————开启旁通阀———（阀前后压力差达到设定值）———解除液压锁定———（锁定已解除）————开启液动蝶阀————（液动蝶阀开启到位）————液压锁定投入————（投入到位）————关闭旁通阀

关阀时，开启旁通阀，（液压锁锭油缸电磁阀换向阀动作，解除液压锁锭，）进水液动蝶阀摆动油缸电磁阀换向，压力油进入摆动油缸有杆腔，（摆动油缸带动曲柄、阀轴转动，）阀门关闭。关闭到位后，液压锁锭油缸电磁阀换向，液压锁锭装置投入，关闭旁通阀。

运行程序：关阀

启动油泵————解除液压锁定————（锁定已解除）————关闭液动蝶阀————（液动蝶阀关闭到位）————投入液压锁定。

运行注意事项

1、在首次开阀和检修后开阀时，应先解除机械锁锭；水轮发电机组需要检修、维护时，关阀后应投入机械锁锭并悬挂“禁止操作，有人工作”标示牌，系统正常运行时必须将机械锁锭至于“解除”位置；

2、在开关阀门过程中，运行程序已由联动信号控制，水轮机进水液动蝶阀开关的全行程由PLC控制；