超大型智能化控流设备蝶阀成套装置研制_蝶阀_结构设计

超大型智能化控流设备蝶阀成套装置研制

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2011/5/14 18:50:00

                                  1 概述

                              随着国家经济的快速发展，城市引水及用电逐年大幅度递增，特别是水力发电无污染，运行费用低，国内外水力发电建设项目逐年增加，所用设备规格也不断增大。大型智能化控流设备是控制流体介质输送工况上的关键设备。在水利发电站，该设备安装在大坝至水轮发电机之间，以保证水轮机正常工作，防止系统其他重要设备产生飞逸等事故。在火电站及引水等输水系统，智能化控流设备按程序和指令完成各种规定动作，防止发生水锤，使系统在最佳经济状态下安全稳定连续运行。在控流设备中，DN4000以上超大型水电站蝶阀成套装置是关键的配套装置，对其安全性和控制的复杂程度要求较高。
                                  2 阀门成套装置设计
                                  2.1 结构

                              蝶阀成套装置主要由上、下游连接短管、蝶阀、伸缩节、旁通阀、截止阀、旁通管、空气阀、液压执行机构、液压站、电动执行机构和电气控制柜等几部分组成(图1)，蝶阀是其中的重要组成部分，起截断介质或调节介质流量和压力的作用。连接短管及伸缩节起与主管路连接和方便拆装的作用，旁通管、旁通阀和截止阀构成主管路的旁通系统，以降低主阀关闭件前后压差起平压作用，有利于关闭件的启闭和水轮机的启动。空气阀用来排除管路中空气，以及做为管路中产生负压时的进气通路，保护管路免遭负压失稳破坏及避免产生过大水锤。液压站是液力执行机构的动力源，液压或电动执行机构驱动阀门关闭件运动，使阀门按程序完成规定的动作，实现即定功能。电气控制柜是操作控制部件，发出操作指令和阀门工作状态及自身故障的检测显示。完成智能化自动控制。
                                  2.2 技术特征
                                  蝶阀成套装置的主要参数如下。
                                  公称尺寸 DN4800
                                  工作水头 108183m
                                  最高水头 150m
                                  平压开启 013MPa
                                  启闭时间60～120s
                                  动水关闭时间60～120s
                                  驱动方式液压、触摸屏式PLC集成控制
                                  密封结构主阀双密封

                                  2.3 密封副结构

                              蝶板采用双平板桁架式结构，迎水面采用流线型设计，减小流体阻力损失，流阻小。通过合理选择阀门双偏心的偏移量值，利用平压开启时阻力小的特点，使得驱动装置启闭力矩设计更为合理，同时提高了橡胶密封圈的使用寿命和阀门的可靠性。蝶板密封圈浮动可任意方向调整，简化了加工和装配工艺。
                                  密封副结构为双蝶板双密封副双偏心。即上、下游侧各设计一密封副(图2)。

                              上游侧密封副为金属硬密封。工作原理为阀体密封圈在外力的作用下沿管路方向滑动。在阀门开启前阀体密封圈先退出密封位置，蝶板方可旋转开启。阀门关闭时，待蝶板关闭到位后，阀体密封圈复位到密封位置，称为动密封。这种密封结构阀门开关时金属密封副无摩擦。并且采取的双偏心径向密封，在阀体密封圈动作失灵状态下，蝶板可强制开、关。阀体动密封副与蝶板密封圈采取径向密封结构形式，蝶板密封圈与蝶板配合连接设计成为浮动可调整的结构。蝶板与阀体装配后(两阀轴已装配完成)，在装配蝶板密封圈时，密封圈可在蝶板上沿阀体管路方向和阀体密封圈的径向方向任意调整，较易达到最佳密封状态，解决了金属硬密封蝶阀不可调整的难点。蝶板与阀体轴孔加工时也无需合镗。