蝴蝶阀关闭故障分析及处理方法

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林成法，等：蝴蝶阀关闭故障分析及处理方法为了防止泥沙淤积妨碍阀门开启，蝴蝶阀下缘逆水流关闭，动水力矩M总是趋向使活门关闭，活门上的动水压力沿水流方向的分力P顺水流方向，活门关闭时，水完全静止，活门上承受静水压力。由于活门上、下的位置差异，静水压力的作用中心在活门中心线以下，这样，对于卧轴蝴蝶阀活门，在芹山水电站中，蝴蝶阀处于接近全关的位置不能正常关闭，其受力状况如图1所示。以蝴蝶阀全关闭时做为参考进行受力分析，当活门全关时，即a=90。时，静水力矩Ml=P，L，式中：p。为静水压力，P。=ysp。．。。；S为活门面积，S=叮r矿／4；D为活门直径；￡为水压力作用中心至转动轴线的距离，L=j／sx；．，为水压力的惯性矩，J=订D4／64；p。．一为最大静水压力(仅=90。)。Ml=一=ycrD4／64=9．8(2．8)4／64=2．94×103(N·m)。1．23×105(N·m)。105(N·m)。在阀门操作中，操作机构各转动销轴处均存在摩擦力和摩擦力矩。其中，阀轴与轴瓦间的摩擦力和力矩是主要的，其数值占据总的摩擦力降摩擦力矩的绝大部分。为了简化计算，一般可以只考虑这个摩擦力和力矩，计算以后再增加少量的裕量。2／xrF(a)，式中：肘．为各活门转角下的摩擦力矩；r为阀轴半径，m；F(。)为各活门转角下阀轴轴瓦处支反力，F(。)=y删=9．8×10’XX(2．8)2121．5／4=x106(N)。若M。>M，则活门在将不能自动靠自重完全关闭，应有根据设计工况，阀轴和铸铝青铜的摩擦因数一般取弘=0．15，所以在最高水头121．5m时，蝴蝶阀芹山水电站。l、。2蝴蝶阀在运行2年以后，在作者分析认为，出现这种情况的原因有以下2点：(1)蝴蝶阀在经过2年多的运行后，阀轴和轴承之间有町能出现泥沙沉淀，导致阀轴和轴承之间的间隙减小，轴承摩擦因数增加。在阀门的关闭过程中，当活门接近全关位置时，活门上、下游之间形成一个压差，这个压差会在阀轴上产生一个阻碍关闭的力矩，这个阻力矩与轴承的摩擦因数成正比，当(2)轴承经过一段时问运行后，轴承润滑面可能有腐蚀，轴承出现了磨损，摩擦因数增加，也会导(1)改变关闭蝶阀的操作程序。在关闭蝶阀的同时，打开旁通阀，在关阀结束后，再关闭旁通阀。这样，可以让蝴蝶阀在关闭过程中前、后水压始终平衡，消除了关阀过程中蝴蝶阀上、下游之间的压差，大大降低了关闭时的摩擦阻力，使关阀能顺利进行，而且可以减少轴承润滑面的磨损，增加蝴蝶阀轴承(2)现配置的2个莺锤的侧面各预留有4个M30的螺孔，可在莺锤上加一些钢板，然后用螺丝紧固。这样就增加了重锤的质量，从而增加蝴蝶阀关闭时的重锤

力矩，使蝴蝶阀在轴承摩擦系数增大时在以上2种方法中，如果采用第2种方法进行改造，蝴蝶阀可在一段时间内吡较顺利地自行关闭，但运行时间长了以后，随着泥沙在阀轴和轴承之间的沉淀和轴承润滑面的进一步磨损，摩擦因数增大引起摩擦阻力越来越大，蝴蝶阀有可能又不能自行关闭，甚至需更换新轴承。因此，在考虑到处理上述问题的难度和电站的安全经济运行，在采用了修改蝴蝶阀关闭流程的方法，如图2所示(图中灰色为改进增加流程部分)。
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芹山水电站蝴蝶阀关闭流程经过改进后，在关闭的同时开启旁通阀，对阀后充水。蝴蝶阀在上、下游无水压差的情况下关闭。在此过程中，基本消除了作用在活门上的静水力矩，同时，大大减小了阀轴的摩擦力矩。实践表明，改进后蝴蝶阀运行稳定，自行关闭正常，关闭效果良好。同时考虑到机组过速时，因调速器主配压阀拒动，需使蝴蝶阀关闭来防止机组过速。在这种方式下，为防止由于关闭蝴蝶阀时开旁通阀造成机组转速升高，在过速保护装置动作油管路中，并一油管至调速器事故电磁阀。当过速保护装置动作时，事故电磁阀也动作，调速器主配压阀快速朝关侧动作，关闭导叶，防止机组飞逸。应用该关闭流程的蝴蝶阀，由于在关闭时蝴蝶阀前、后水压平衡，受静水压力较小，大大减少了阀轴的摩擦力矩，也减小了蝴蝶阀的主轴及轴承的磨损，延长了蝴蝶阀主轴及轴承的检修周期，同时也保证了蝴蝶阀的稳定运行，确保了水电站的安全经济若在含泥沙量较大的水电站使用蝴蝶阀，最好不要采用该种带自关闭装置的蝴蝶阀，因为采用带自关闭装置的蝴蝶阀，运行时间长了以后，随着泥沙在阀轴和轴承之间的沉淀和轴承润滑面的磨损，轴承摩擦因数增大引起摩擦阻力越来越大，蝴蝶阀最终将不会自行关闭。这必将增加蝴蝶阀检修次数，减少蝴蝶阀使用寿命，不利于水电站的安全经济稳[1]杨征瑞．液压伺服控制[M]．北京：水利电力出版社，[2]范华秀．水力机组辅助设备[M]．2版．北京：水利电力出(编辑：王书平)林成法(1975一)，男，福建宁德人，工程师，从事水电技苏宜健(1963一)，男，福建福安人，高级工程师，从事水(上接第53页)次数较多。(3)为保证安全性，国华太仓发电有限公司首次进行汽封改造，蜂窝汽封大部分间隙按技术协议(4)该台机组高压持环叶顶汽封间隙超标情况十分严重，但改造方案过程中对其考虑不足，没有进行处理，对机组的经济性影响较大。(5)布莱登汽封已在全国多家电厂改造获得成功，最小间隙已达到0．25mm。所以，此次改造布莱根据修前、修后试验

来看，汽封改造确实在提高[1]戴喜庆．汽轮机汽封技术的应用[J]．仪器仪表用户，2007(2)：60．[2]谷毅，王爽心，刘如九，等．火电厂单元机组经济指标在线监测及能耗分析系统[J]．北方交通大学学报，2004(4)：102—105．(编辑：王书平)段永成(1968一)，男，山东莒县人，生产技术部主管，工程师，从事发电技术管理方面的工作。
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蝴蝶阀关闭故障分析及处理方法

作者：林成法， 苏宜健， LIN Cheng-fa， SU Yi-jian
作者单位：闽东水电开发有限公司,福建宁德35210
刊名：
华电技术
英文刊名： HUADIAN TECHNOLOGY
年，卷(期)： 2010,32(2)


参考文献(2条)
1.范华秀水力机组辅助设备 1997
2.杨征瑞液压伺服控制 1992
本文链接：/Periodical_sldljx201002018.aspx