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蝴蝶閥開關動作原理和使用中的問題及措施

發(fā)布于:2019/5/6 9:04:08 點擊量:1004

蝶閥的作用和結構

根據水電站運行和檢修的需要,在水輪機的引水系統(tǒng)中,通常在水輪機引水管道上或蝸殼前裝設有相應的閘門或閥門,并將裝置在水輪機蝸殼前的閥門稱為進水閥,而蝴蝶閥就是比較常用的一種進水閥。蝴蝶閥主要由液壓環(huán)形接力器、旁通閥、圓筒形的閥體和在其中間繞軸轉動的活門以及其他部件組成。在液壓環(huán)形接力器的作用下,當蝴蝶閥關閉時,活門的圓周與閥體接觸,封閉水流通路;當開啟時,活門與水流方向平行,水流繞活門兩側流過。蝴蝶閥與其他型式進水閥比較,具有結構簡單、尺寸小、重量輕、造價低、操作方便等優(yōu)點,其缺點是活門影響水流流態(tài),水力損失大。在蝴蝶閥的組成部件中,液壓環(huán)形接力器是操作活門的主要部件,其工作性能的好壞將直接影響到水輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。

開關動作原理

蝴蝶閥活門的開、關完全靠液壓環(huán)形接力器的轉動來完成。蝴蝶閥液壓環(huán)形接力器工作的動力主要來自油壓系統(tǒng),油壓操作系統(tǒng)由兩臺壓油、油閥、液壓閥和四通滑閥以及輸油管路等組成。液壓環(huán)形接力器由蝴蝶閥主軸、環(huán)形缸體、活塞、作用支臂、分半鍵、分腔隔板和進排油孔組成。蝴蝶閥活門與主軸為一個整體,主軸通過分半鍵與作用支臂相連。液壓環(huán)形接力器在壓力油的作用下,活塞以蝴蝶閥主軸為旋轉中心,沿環(huán)形缸體運動,再通過與活塞連接的作用支臂推動蝶閥主軸轉動,主軸帶動活門旋轉,從而達到開、關蝶閥的目的。
蝴蝶閥的開、關過程之所以選擇液壓環(huán)形接力器來操作,是因為液壓環(huán)形接力器具有突出的優(yōu)點:在做定軸旋轉傳動中,可克服直缸式接力器傳動起始區(qū)和極限區(qū)作用力臂變短,而使作用力分散的缺點。但是,環(huán)形接力器缸體與蝶閥主軸的相對位置,也就是環(huán)形缸體的中心與蝶閥主軸的同心度、缸體環(huán)形中心平面與蝶閥主軸軸線的垂直度,是制造加工和安裝過程中很難保證的。

開關過程中存在的問題及處理措施

宏灃水力發(fā)電廠1,2號機蝴蝶閥閥徑為1.75m,依靠2臺液壓環(huán)形接力器操作。由于液壓環(huán)形接力器活塞和作用支臂之間是剛性連接,活塞和缸體之間設有密封,密封的主要作用就是防止油腔的壓力油泄漏。當操作時,液壓環(huán)形接力器活塞在壓力油的作用下在缸體內轉動,從而帶動主軸旋轉達到活門開、關的目的。宏灃電廠1,2號機蝴蝶閥于1989年12月份投入生產,在使用過程中液壓環(huán)形接力器在操作蝴蝶閥活門時經常出現(xiàn)一些問題,使活門的開、關一直不能正常進行,開或關一次,少則幾分鐘,多則十幾分鐘,有時根本打不開或關不上,這樣嚴重威脅著機組的安全穩(wěn)定運行。經檢查發(fā)現(xiàn)主要原因是由于活塞與環(huán)形缸體偏磨嚴重,而偏磨點的直徑對應處間隙較大。這不但給活塞運動造成很大阻力,同時在間隙處泄去大量油壓,主軸和活門受力不足導致發(fā)生蝴蝶閥開、關受阻現(xiàn)象。分析其原因,主要就是因為環(huán)形缸體與蝴蝶閥主軸的相對位置誤差過大導致活塞嚴重受損造成的。
在對蝴蝶閥液壓環(huán)形接力器進行改造過程中,主要是把作用支臂與活塞的連接形式,由硬性連接改為彈性連接,使活塞在沿環(huán)形缸體運動中,能夠自動產生徑向位移,既能帶動作用支臂,以不受其剛性的限制,又能使制造和安裝中的不同心超差量得到自動調節(jié),改善了液壓環(huán)形接力器的工作性能,取得了滿意的效果。
由于受到加工的限制,主要對活塞上的止推盤進行了加工。將止推盤與作用支臂的軸、孔配合,由原來的過渡配合改為動配合,保證止推盤的徑向位移量大于或等于2mm,仍利用作用支臂軸端的6個M16螺孔,加大止推盤與作用支臂連接;螺栓2的準20處與孔Φ30的配合間隙應小于2.5mm,軸向間隙0.05~0.1mm,以保證活塞徑向移動時既不受阻,又能使軸向位移受到控制,密封蓋板1與密封膠墊3由螺釘與止推盤壓緊組成密封裝置。

結語

蝶閥液壓環(huán)形接力器活塞經過加工處理后,經手動運行試驗,在空載狀態(tài)下,蝴蝶閥開、關一次只需15s;在靜水狀態(tài)下,蝴蝶閥開、關一次需要18~25s,大大縮短了開、關時間,而且蝴蝶閥開、關過程平穩(wěn)自如,液壓環(huán)形接器也沒有漏油現(xiàn)象。自動化系統(tǒng)形成后,在導水機構失控的情況下,能快速可靠的關閉蝶閥,為機組的安全、穩(wěn)定運行創(chuàng)造了良好條件。

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