水轮机进水蝶阀运行规程.docx
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水轮机进水蝶阀运行规程
水轮机进水蝶阀运行规程
一、蝶阀型号：
D10HW1750HA---25
生产厂家：
湖南普林斯流体设备制造有限公司
主要技术参数：
1.产品代号：
D10–水轮机进水蝶阀
2.驱动方式：
HW-液压驱动（重锤）
3.公称通径：
1750mm
4.密封代号：
H–金属密封
5.布置形式：
A-驱动装置位于顺水流方向看的右侧，重锤倒向水流方向的上游侧
6.公称压力：
25bar
二、主要性能特点
本产品为新型的水轮机进水重锤式液压控制蝶阀，全称为普林斯系列水轮机进水重锤式液控蝶阀或普林斯系列水电站开阀锁定型自动保压重锤式液控止回蝶阀，分普通型和防泥沙型两种，防泥沙型液控蝶阀用于水中含泥沙等杂质较多的水电站工程。
液控蝶阀开启采用液压驱动，油压可达16Mpa，减少了接力器的体积，开启过程中，同时将一重锤举起，利用举起的重锤蓄能关闭，取消蓄能罐，开启后锁锭自动投入，液压系统自动保压，重锤不下掉，蝶板不抖动。
关闭时不需动力油源，自动解除锁锭销、按预定的程序关闭，简单可靠，大大简化了液压系统。
采用双偏心阀板，水平安装的阀轴在管道中心线上抬高一定距离，使阀板下半部迎水面积大于上半部，能利用动水力的作用帮助阀门关闭以减小重锤的重量，将结构简单、体积小的油压装置、蝴蝶阀控制柜、电气自动控制箱、接力器、控制油管很紧凑的与阀门集聚在一起，不需用户另外配置。
该阀能实现就地控制、远方控制及联动控制，可满足“无人值班、少人值守”的要求，是一种理想的新型管路控制设备。
三、用途及适用范围
液控蝶阀是水电站中管线系统截断或接通介质的理想设备，适用于装在水轮机前的压力钢管处，作为水轮机进水阀，其作用为：
1、水轮机发生事故且导叶不能关闭时，动水关闭阀门，紧急关闭截断水流，防止水轮机发生飞逸，确保机组安全。
2、机组停机备用时，关闭阀门，截断水流，防止水轮导叶长期漏水，既减少水能损失，又可防止在导叶端面和立面处产生间隙气蚀。
3、机组停机检修时，静水关闭阀门，截断水流。
四、主要结构说明及系统说明
1、机械系统
蝶阀的机械系统主要由驱动机构、阀体、蝶板（或称阀板、活门）、阀轴、轴封部件、阀轴定位部件和锁定油缸等部件组成。
该阀软密封蝶阀设计采用双偏心结构，其一偏心是将阀轴与阀体密封中心偏移一定距离，使互不干涉；二偏心是阀板（阀轴）中心上抬管道中心线一定距离，使在关阀过程中，下半部迎水面积大于上半部，帮助阀门的关闭，减小重锤。
该阀金属硬密封蝶阀设计采用三偏心结构，其一、二偏心结构与功能与软密封结构一致，三偏心是阀体密封座圆弧中心线与管道中心线偏移一个角度，实现在关阀过程中越关越紧，同时使蝶板密封圈在开、关阀过程中瞬时脱开和接触，延长密封副的寿命。
驱动机构由固定在阀轴上的连接头、重锤、内外墙板和夹在两墙板中间用于驱动阀轴回转的摆动油缸（或称接力器，下同省略）组成。
驱动机构通过阀轴带动蝶板在90°范围内转动，由蝶板上实芯橡胶密封圈或金属密封圈与阀体上的不锈钢密封座接触形成密封。
摆动油缸在蝶阀开启过程中做工作油缸，在蝶阀关闭过程中作液力制动器，用以控制关阀速度。
驱动机构采用液压传动和控制，开阀力矩大，并使开、关阀程序调定易于实现，采用举起的重锤提供关阀动力，并装有自动保压皮囊蓄能器，进行自动保压，并提供关阀时解除锁定销的动力，确保蝶阀运行安全可靠。
驱动机构的所有动作均由蝶阀电控箱和液压控制箱控制。
在阀门全开后，锁定油缸中的锁定销自动弹出，锁定重锤杆和蝶板，保证蝶板在全开后不抖动。
摆动油缸、锁定油缸与液压控制箱之间采用高压胶管连接。
通过轴封部件与阀轴形成密封，确保管道中的介质不外漏，阀轴的位置通过阀轴定位部件调定，保证阀轴及蝶板位置固定，轴向不窜动。
2、液压控制系统
蝶阀的液压控制系统主要包括油泵、油泵电机、溢流阀、调速阀、手动阀、电磁阀、压力开关等各种控制阀组成，或称液压站、液压控制箱。
2.1开阀
液控蝶阀接收到开阀信号后，油泵电机启动；同时锁锭电磁阀得电打开；此时经油泵加压的液压油一部分经滤网、油泵、调速阀（开阀）、高压胶管和锁锭电磁阀流向锁定油缸，拔出锁定销，解除机械锁定；另一部分经滤网、油泵、调速阀（开阀）、高压胶管、单向阀（同时经调速阀（关阀））进入摆动油缸，推动油缸活塞移动，油缸活塞带动与之相连接的连接头使重锤升起，并同时带动阀轴使蝶板打开；没经过调速阀（开阀）的多余液压油经溢流阀流回油箱。
开阀时间由调速阀（开阀）调定。
液控蝶阀全开后，锁锭电磁阀失电关闭，锁定油缸中的液压油经高压胶管、电磁阀YV1流回油箱，锁定销伸出，机械锁定投入，油泵电机继续启动向蓄能装置充油，直到蓄能器（系统）中液压油压力达到压力开关设定压力值后，油泵电机停止。
至此，开阀完毕。
2.2正常关阀
当液控蝶阀接到关阀信号后，锁锭电磁阀YV1得电打开，锁定销退出，机械锁定解除并发出信号，之后电磁阀YV2得电关闭，在重锤作用下，摆动油缸内的压力油经调速阀（关阀）、高压胶管和二通插板阀流回油箱，利用重锤力矩带动蝶板关闭实现关阀。
关阀时间由调速阀（关阀）来调定。
2.3紧急关阀
当发生突然事故时，液控蝶阀接受到关阀信号后，锁锭电磁阀得电打开，蓄能器中的液压油经锁锭电磁阀进入锁定油缸，锁定销退出，机械锁定解除并发出信号，之后电磁阀YV2得电关闭，在重锤和动水的共同作用下，摆动油缸内的压力油经调速阀（关阀）、高压胶管、插板阀和电磁阀YV2流回油箱，利用重锤力矩和动水力矩带动蝶板关闭实现关阀。
关阀程序与正常关阀时预先整定的关阀程序相同。
2.4系统自动保压
为保证液控蝶阀液压系统长期稳定地工作，系统液压油压力远高于重锤举起所需的液压油压力及拔出锁定销所需的液压油压力，使重锤不至因液压油压力过低而下降或紧急关阀时锁定销不能退出，因此在液压系统油路中并联一个皮囊式蓄能器。
一般情况下，蓄能器油压力为液压系统保压压力，当系统出现微量内泄漏时，蓄能器就向系统补油，当液压油压力下降到压力开关设定下限值（仍高于重锤举起所需油压力和拔出锁定销所需的油压力），油泵电机启动将蓄能器充油至上限值时，压力开关发出信号，使油泵电机停止，从而完成自动补油。
2.5手动操作
当进行检修或无控制电源或无动力电源时，手动拔出锁锭销，摇动手摇泵，即可开启液控蝶阀；手动拔出锁定销，打开手动阀，液控蝶阀即可按预先整定好的程序关阀。
（手动拔出锁锭销时：
只需用活动扳手向紧方向拧顶丝螺母即可，但工作完成后，必须用活动扳手将顶丝螺母退回原来位置，此点必须保证。
）
3、电气控制系统
仅当“导叶全关”信号送至控制柜后,方能开主阀和旁通阀，但不影响关主阀和正常情况下关旁通阀；液压站上设有压力变送器，可将液压站油压传至中控室监控系统。
3.1控制柜具有现场手动和远方自动控制方式。
现场手动是调试或紧急调试时操作位，而远方自动是设备运行时的操作位。
3.2操作顺序：
开阀：
顺序为开旁通—平压—启泵—解锁定—开阀—锁定—（关旁通*）；
关阀：
顺序为解锁定—关阀—锁定。
3.3现场手动：
将SA1开关置现场侧，SO1开阀，HR3指示主阀开状态；SC1关主阀，HG4指示主阀关状态；SS1停止阀门动作；S02开旁通阀，HR5指示旁通阀开状态，SC2关旁通阀，HG6指示旁通阀开状态。
3.4远方程控：
将SA1开关置于远方位。
合上所有小型断路器，待中控开阀的信号闭合，或中控关阀的信号闭合控制系统将执行相应动作，开阀时泵将运行，关阀时泵将停止运行。
3.5紧急停机：
若收到紧急停机的信号，将执行关阀动作。
3.6旋钮SA2控制主备用泵选择，在开阀过程中，若旋钮在开一备二或开二备一位置，供油压力低于下限设定值时，主油泵自动工作，当供油压力达到上限设定值时，主泵自动停止；若SA2位于联动位置，则根据情况交替运行两台油泵，若低于设定过低值，发出系统故障信号、报警。
出厂设定压力值为：
低值7MPa,高值12MPa,低压报警5MPa。
五、运行程序
1、开阀
关闭调速器导叶→控制室向液控蝶阀发出开阀指令→检测手动锁定销拔出信号→开启旁通阀→当阀前后压力差值达到设定值（最好达到阀前与阀后压力完全平压）时差压控制器发出平压信号→液控蝶阀开启，同时自动解除机械锁定销→当到达全开位置后，机械锁定销投入→关闭旁通阀。
液控蝶阀开启完毕。
2、关阀
2.1正常关阀
关闭调速器导叶→控制室向液控蝶阀发出关阀指令→检测手动锁定销拔出信号→检测到手动锁定销拔出信号后，自动解除机械锁定销→液控蝶阀按调定的时间及程序关阀至全关→液控蝶阀关阀完毕。
2.2紧急关阀
控制室向液控蝶阀发出关阀指令→检测手动锁定销拔出信号→检测到手动锁定销拔出信号后，自动解除机械锁定销→液控蝶阀按调定的时间及程序关阀至全关→液控蝶阀关阀完毕。
2.3试运行
本蝶阀出厂时，各参数已按一般工况调整好，其开、关阀时间按一般工况调定的，蝶阀安装好后，第一次投入运行前，应按下列方法试运行。
1、检查油箱油位，应在油箱油位观察窗3/4位置处（关阀状态），不足则加足液压油。
2、检查电机接线是否正确。
先启动油泵电机，从上向下看，电机风叶应顺时针旋转，则电机接线相位正确。
3、根据液压原理图核对各控制阀是否在所需位置。
4、核对液压系统保压范围和液压系统最高压力。
5、核实和调定开阀时间、关阀时间，使开、关阀程序符合水电站设计要求的数值，这些数值一般已由设计单位在电站设计时计算确定。
确定的开、关阀程序，用户不可自行变动，以免因程序变动发生事故。
6、试运行结束后，应更换蝶阀油箱中在安装和试运行阶段使用的液压油，以免杂质、污物残留在油箱，影响蝶阀液压控制系统的正常使用。
2.4运行
1、正式运行时必须水轮机组、蝶阀联动，水轮机组发生事故时，应向蝶阀发出信号使蝶阀自动关闭。
2、水轮机组运行时，应对蝶阀全开信号进行监控，该灯应一直亮，保证蝶阀在全开状态下运行。
还应监视油泵电机启动指示灯，补油时间应大于6小时，若频繁补油或该灯一直亮则应对进水蝶阀进行检修。
3、蝶阀重锤举起后，任何情况下，不准人从重锤下通过或停留，防止因失电或误操作使重锤突然落下。
六、维护与保养
1、液压系统的维护和保养
1.1、本系统总成运行管理应由专人负责,运行管理人员应熟悉本系统总成的工作原理、使用条件和元部件的性能结构。
1.2、运行过程中,应经常检查本系统的全面工作状况,如遇异常,应由专业人员及时维修。
1.3、运行中应不定期的检查油箱,看看油箱液位是否保持在正常的位置。
1.4、运行中经常检查各部件,注意不得有泄漏现象,若有泄漏应及时处理。
1.5、定期进行工作介质的品质分析,一般可每年检查一次。
1.6、定期检查滤油器工作状态,必要时应进行清洗或更换滤芯。
一旦出现报警信号,应立即处理。
2、保持进水蝶阀外部，液压控制箱和电控箱的清洁。
3、进行各种清洗工作时，注意不得将水直接喷（浇等）向电气控制箱和液压控制柜，以免电气元件受潮失效。
4、保持进水蝶阀各行程开关在电气原理图上规定的位置动作。
5、液压系统各液压阀在试运行时调定后，应保持各参数值不变。
6、各滑动轴承一般一个大修期检查一次，并更换润滑脂（二硫化钼复合锂基脂）。
7、本蝶阀连接头与摆动油缸采用销连接，每个月应向该销两端压配式油杯内注一次润滑油。
8、为了增加阀门在检修、维护时的安全可靠性，我们在阀门外墙板侧设置了手动机械检修锁锭，故请在使用维护过程使用检修锁锭时特别注意：
必须
（1）、阀门在正常运行时检修锁锭不得投入。
详见下面左图。
必须
（2）、检修锁锭必须在阀门全关位置进行锁锭，投入时：
由操作员将检修锁锭销手动旋入检修锁锭孔内，此时阀门不得进行开操作。
拔出时：
由操作员将检修锁锭销手动旋出检修锁锭孔。
详见下面右图。
必须（3）、最后仔细检查并确认检修锁锭销孔内无其它异物。
左图（阀门正常运行、检修锁锭拔出）右图（阀门维护时、检修锁锭投入）
七、一般故障及其排除方法
常见故障
可能故障原因
排除故障方法
1
蝶阀主
密封泄漏
密封圈有磨损
主密封圈材料为橡胶时：
先松开密封压板上的紧定螺钉，再逐步拧紧压板上压紧螺钉，使蝶阀橡胶密封圈胀出一定的量，再拧紧紧定螺钉，注意不要使橡密封圈胀出太多，致使剪坏。
主密封圈材料为不锈钢时：
采取修挫及研磨等修复。
密封圈损坏已失效
更换蝶阀主密封圈
2
阀轴轴
封泄漏
填料未压紧
适当调整填料压盖螺栓（压紧填料）
轴封损坏已失效
更换新轴封
3
油泵电机
频繁启动
补油，液
压系统内
泄漏严重
手动阀未拧紧
或电磁阀YV2泄漏严重
当液压系统无压力时拧紧手动阀，若无效则更换电磁阀主阀芯O形橡胶密封圈。
主要原因是液压油变质，
沉淀物或液压油内杂物较多
多开关阀几次用压力油将杂物冲回油箱，或拆开电磁阀清洗密封面并更换O形密封圈。
液压系统其它元件有泄漏
找出泄漏点，更换密封圈
4
油泵电机
过载或启
动后不停机
溢流阀压力
调定压力变动引起
调定压力偏高则油泵电机过载，过低则达不到压力开关整定值，使油泵电机不停机，按第9.2节重新调定液压系统最高压力
5
重锤不能
升起或液
压系统无
压力
油泵电机转向不对
正对电机叶片看，应顺时针旋转
三相电源电压不平衡或电压不够
检查三相交流电源
调速阀没打开
转到全开位置再试
电磁阀YV1及电磁阀YV2有故障
检查电磁阀YV1及电磁阀YV2电源及其阀内是否有杂物，O形密封圈是否损坏等
手动阀未关紧
关紧手动阀
溢流阀有故障使压力油流走
更换或重新调整溢流阀
油箱内的液压油油量不够
添加相同牌号的液压油
油箱内的液压油已变质
重新更换液压油
6
蝶阀全开后油泵电机不停机
压力开关没有工作或压力调太高
检查并调整压力开关
液压系统油压太低没有达到压力开关设定最低值
重新调定系统油压
7
油泵电机烧坏
阀上电控箱内热继电器调整不对
重新更换热继电器
8
手摇泵
不能动作
手摇泵内混有空气
在液压系统无压力时摇动手摇泵，将泵内空气排出，即可正常工作
八、旁通阀、差压控制器
旁通阀一般安装在旁通管上，主要作用是截断或连通介质，包括手动旁通阀和电动旁通阀各一个，小型水电站也可只设一个手动旁通阀。
水轮机组正常运行时手动旁通阀处于常开状态，电动旁通阀处于常闭状态。
当进水蝶阀开启时，阀前、后需要平压，此时电动旁通阀打开工作，进水蝶阀开启后，电动旁通阀关闭。
手动旁通阀主要是用作电动旁通阀的检修阀。
差压控制器一般设置在跨进水蝶阀主密封面的上、下游两侧，主要作用是当需要进水阀开启时，检测进水阀上、下游压力是否平压，一般设定值为压差为0～0.2×Hmax（电站最高静水头）。
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