水轮机进水阀.ppt

水轮机进水阀技 术 培 训• 用途 • 系统组成及作用 • 工作程序及工作原理 • 主阀结构及主要特点 • 液压、电气控制系统的功能及特 点 • 一般故障的检查与维护培 训 内 容概 述1、产品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（机电液层次图 及框图如下）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，电气 控制系统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• 注意机械、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2、指导思想• 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用 途系统组成及作用水轮机进水液动蝶阀系统由液动 蝶阀、液压驱动系统、电气控制系 统及附属设备等组成 液压站、电 气控制柜视水电站整体布置情况采 用分体布置，安装距离建议不大于 20米，一般布置在水轮机层水轮机进水阀整机主要包括液动蝶（球）阀（通称主阀）、 上游连接管、下游连接管、进水管伸缩器、旁通阀及旁通系统 、差压控制系统、自动进排气系统、液压驱动系统以及电气控 制系统主阀的设计、制造与验收完全满足GB/ T 14478-93《大 中型水轮机进水阀门基本技术条件》的要求，是水电站进水管 线系统中截断或接通水流的主要控制设备1)、液动蝶阀:液动蝶阀采用卧轴、双平板、双偏心、蓄能 罐式、油压操作结构，按密封型式分为橡胶软密封、金属硬密 封和双密封三种形式。

系统组成及作用主阀是整个水轮机进水 阀系统中最关键的设备，截 断或连通介质的功能主要由 其来实现，其上游通过上游 连接管与压力钢管相连，下 游通过伸缩节与水轮机蜗壳 相连系统组成及作用1)、上游连接管:上游连接管与上游压力钢管现场焊接，连通整个管线系统 上游连接管上留有与旁通平压系统、差压控制系统相连的接口2)、下游连接管:下游连接管与下游蜗壳进口管现场焊接，连通整个管线系 统下游连接管上留有与旁通平压系统、差压控制系统、自动进排气系统、 排水系统等相连的接口输水管线较大时，在下游连接管下半部分开有检修 门，便于设备维护时人员进出3)、进水管伸缩器:进水管伸缩器安装在工作温度-10～65℃的液体管道上， 在一定范围内可伸缩调节阀门与管道的连接，是管道安装过程中一种必需设 备进水管伸缩器在一定的范围内可轴向伸缩，伸缩管的伸缩可得到最大或 最小的结构尺寸，不仅在一定范围内可补偿由于温度的变化而带来的管线伸 缩，同时也能在一定的范围内克服因管道安装不同轴而产生的偏移，对于阀 门的安装、维修、更换可带来很大的方便按结构形式可分为钢制套筒式和 金属波纹管式伸缩器系统组成及作用4)、旁通阀及旁通系统:由旁通弯管、旁通直管、旁通阀、 旁通检修阀、旁通管伸缩器及密封件、紧固件等组成，布 置在上游连接管与下游连接管之间。

在主阀开启前，打开 旁通阀向蜗壳充水平压，降低开阀力矩，减少开阀过程中 阀轴与轴承之间的摩擦正常情况下,进水阀在平压后开启 ，允许进水阀开启的最大不平衡水压不大于其承受的最大 静水压的30％旁通检修阀、旁通伸缩器则是便于旁通管 路的检修和安装旁通阀一般采用电 (液)动蝶阀、电动球阀，水头较高 时采用液动针型阀旁通阀前串接一台检修阀,作为旁通阀 检修用检修阀一般采用手动蝶阀，也可采用球阀、闸阀 等系统组成及作用5)、差压控制系统:由差压控制器、取水口球阀、接头、管 件等组成差压控制系统上游取水口开在上游连接管上，下 游取水口开在下游连接管上在进水阀平压过程中，差压控 制器通过检测进水阀上下游压力差，当上下游压力差平压到 设定值时（允许进水阀开启的最大不平衡水压不大于进水阀 承受的最大静水头的30%），发出平压完成信号，进水阀即 可进行开阀动作6)、自动进排气系统: 自动进排气系统由自动进排气阀、 检修蝶阀、紧固件及密封件等组成安装在下游连接管顶部 ，在打开进水阀过程中，自动排除进水阀下游蜗壳内空气； 在关闭进水阀过程中，由于蜗壳排空，管内出现真空自动补 气检修蝶阀工作过程中处于常开状态，只有自动进排气阀 需要维修时才关闭检修阀，对自动进排气阀进行维修。

系统组成及作用7）、液压驱动系统：作为液动蝶阀的动 力源，主要由液压站和操作机构二部分组 成，一般每台进水阀配有一台液压站液 压站由油泵机组、集成式油路块、蓄能罐 组、油箱、空气滤清器、滤油器、压力变 送器、液位变送器、控制阀组及表计等组 成控制主阀的开启和关闭，并在主阀全 闭时通过锁定液压缸实现进水阀的锁定 其基本工作原理是：通过油泵机组向皮囊 式蓄能器——蓄能罐充油而产生压缩能或 存贮液压能，在电控指令和控制阀组的作 用下，蓄能罐的液压油经液压阀快速流向 操作机构，将液压能转变为机械能，在驱 动主接力器、锁定接力器等过程中实现进 水阀的动作功能系统组成及作用8）、电气控制系统是液动蝶阀的控制中枢 ，采用PLC（可编程控制器）控制，能适用 不同工况和用户要求，其可靠性相当高电气控制系统主要由电气控制柜本体、 相关电气元件和电缆等组成在电气控制 柜面板上设有电源开关、主阀开、关、旁 通阀开关、液压锁定的投入与拔出、机械 锁定的投入与拔出、就地控制、远程控制 、报警显示等相关按钮和指示灯 进水阀不仅可就地操作、自动控制、远 控，还可提供远程计算机诊断、咨询等服 务，满足现代化电站“无人值班，少人值 守”的要求。

系统组成及作用开启旁通阀开 阀阀前后压力差达 到设定值解除液压锁定锁定已解除液动蝶阀开启到位开启液动蝶阀关闭旁通阀关 阀液动蝶阀关闭到位关闭液动蝶阀液压锁定投入投入到位关闭到位开阀完成关阀完成运行程序及工作原理主阀结构及其主要特点主阀主要由阀体、活门、阀轴和阀 轴密封和工作密封结构等组成，具有 足够的强度和刚度，操作平稳，维护 简单，性能可靠同时主阀、操作机 构及控制设备，在设计安装空间位置 时充分考虑了通用尺寸大小、安装运 输方便等因素阀门用地脚螺栓固定 在混凝土支墩上，操作系统额定油压 为16Mpa进水阀操作机构具有足够容量，能在各 种运行工况下内开启或关闭阀门，并有可靠 的锁定装置进水阀操作平稳，不会在钢管 中造成危险的压力脉动正常工作时进水阀及其操作机构都能安 全承受下列运行条件下的最大应力并留有足 够的安全裕量在所有规定的工况下，阀门能在全开位 置下连续工作；阀门处于关闭位置时，能承 受相应的最大静水压力；紧急关闭：进水阀能够在可能出现的最 不利情况下动水紧急关闭其所有部件均能 安全承受动水关闭所引起的振动载荷最大应 力，动水关闭时间可按用户要求可调 主阀结构及其主要特点主阀结构及其主要特点工作密封采用硬橡胶—不 锈钢密封结构。

是本公司在消 化吸收日本久保田、瑞士艾舍 维斯等先进技术基础上，积近 50年全面专业技术而建立的成 熟技术活门的密封圈采用高 硬度橡胶圈，整体硫化，无缝 连接，用经过防锈处理的密封 压盖和不锈钢螺钉固定在活门 上，阀门所需密封比压通过螺 钉调节同时，可在不拆卸阀 体的情况下，检修或更换密封 圈活门全关时，在水压作用 下，橡胶密封圈更贴紧阀体上 密封圈，使之密封效果更好•密封效果好、可达到无泄露； •密封可以方便调节； •可在不拆卸阀体的情况下，检修或更换密 封圈； •由于活门采用双偏心结构，具有自关闭性 ，因此开阀时两密封面会很快脱离，磨擦 行程非常短，有效地保护活门上的橡胶密 封圈橡胶密封圈寿命可达8~10年，完全 可以满足一个大修期要求 •活门全关时，在水压作用下，橡胶密封圈 更贴紧阀体上密封圈，使之密封效果更好 橡胶密封进水蝶阀具有加工制造简单 、密封严密可靠、密封圈调整及更换方便 、成本相对较低等优点，为目前最常用的 密封形式，得到了广泛使用但橡胶密封 也由于橡胶易老化、易磨损、不耐泥沙等 缺点需经常更换，影响了水电站的经济效 益主阀结构及其主要特点•金属硬密封工作密封为不锈 钢--不锈钢密封的蝶阀。

我 公司生产的活门密封圈为非 对称异形球面，阀体密封圈 为h形金属密封圈的金属硬密 封蝶阀它是我公司的专利 产品，专利号：ZL 932217052 •结构上采用三偏心结构形式 ，为线密封阀体密封圈具 有一定的弹性，越关越紧， 密封可靠，易于脱开 •阀门所需密封比压可通过螺 钉调节主阀结构及其主要特点液动金属硬密封蝶阀由于密封副均为 不锈钢,具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、不 易磨损、抗泥沙、使用寿命长等特点，同 时活门密封圈为非对称异形球面，具有越 关越严密的特点；特别适用于介质中含沙 量较大的水电站由于一般的水电站口径较大、压 力较高，液动金属硬密封蝶阀的密封副加 工制造要求高、易产生泄漏;密封圈为整体 结构,更换较为复杂;加工制造成本相对较 高，故我国的大、中型水电站正在使用的 水轮机进水阀(公称通径大于4000mm)全部 采用单橡胶密封的蝶阀主阀结构及其主要特点由于上述两种液动蝶阀均有明显的优点 和缺陷， 同时近几年来，随着用户对进水 阀的要求越来越高,因此我公司又研制开发 了水轮机进水液动双密封蝶阀水轮机进水液动双密封蝶阀设有 上、下游两个密封装置，即在进水阀出水 端设置工作密封副，在进水端设置检修密 封副。

正常工作时仅工作密封投入使用； 当工作密封和轴端密封需要检修时，为了 不排空压力钢管，且不影响其它机组的正 常运行，检修密封副投入工作进水液动 双密封蝶阀为国内首创，国外也无借鉴结 构为保证检修密封副的使用寿命，检修 密封副为金属硬密封结构；为保证工作密 封圈易拆卸和更换，工作密封副为橡胶对 不锈钢形式主阀结构及其主要特点液动双密封蝶阀结构如右图所视，在设 计检修密封时，选用水压驱动、移动活塞 、自密封式金属硬密封结构以上结构综 合了金属硬密封和橡胶密封蝶阀的所有优 点，但加工制造成本最高水轮机进水液动双密封蝶阀专 利号：200420076985.82004年，水轮机 进水液动双密封蝶阀获国家级重点新产品 和湖北省科技进步二等奖由于该阀门的流阻系数小、介 质流态和水力特性好，大大提高了机组的 使用寿命和发电效率；检修时阀门的检修 密封副可将上游水阻断而进行检修，不影 响其它管道供水发电，解决了历年来因检 修阀门必需停止发电的被动局面该产品具有满足使用工况， 利于检修的双密封特点，对水资源的合理 利用、节约用水具有明显的社会效益1.检修密封缸体 6.主密封活门密封圈 2.阀体 7.主密封阀体密封圈 3.检修密封阀体密封圈 8.调节螺钉 4.检修密封活门密封圈 9.调节压板 5.活门主阀结构及其主要特点工作密封和检修密封采用均移动差压式工作密封和检修密封采用均移动差压式 金属硬密封结构形式，主要由阀体密封金属硬密封结构形式，主要由阀体密封 圈、活门密封圈、压盖、活塞环等组成圈、活门密封。