水电站辅机系统

导读:水电站辅机系统说明书,一、主阀及其操作系统,掌握水电站进水阀常见种类、作用、适用条件,重点掌握蝶阀、球阀开启、关闭的自动操作系统,?蝴蝶阀、球阀、闸阀、各种阀门的特点?主阀的操作方式?蝶阀操作系统?机组防飞逸措,对于高水头长压力管道的水电站,当机组和调速系统发生故障时,可以迅速关闭主阀,截断水流,防止机组飞逸时间超过允许,进水阀是机组和水电站的重要安全保护设备,(3)当水头小于120米时输水管

水电站辅机系统

水电站辅机系统说明书

一、主阀及其操作系统

1.1学习目的和要求

掌握水电站进水阀常见种类、作用、适用条件, 重点掌握蝶阀、球阀开启、关闭的自动操作系统。 1.2内容提要

? 主阀的作用 ? 对主阀的要求 ? 主阀的设置条件

? 蝴蝶阀、球阀、闸阀、各种阀门的特点 ? 主阀的操作方式 ? 蝶阀操作系统 ? 机组防飞逸措施 1.3主阀作用及设置条件 1.3.1主阀的作用

(1)一条输水管道向几台机组供水时, 需在每台机组前装主阀,其中一台机组停机检修时,关闭进水阀,不影响其它机组正常运行。

(2)水期停机时,可关闭主阀减少机组漏水量和缩短重新启动时间,对于高水头长压力管道的水电站,意义尤为明显。

(3)防止飞逸事故的扩大;当机组和调速系统发生故障时,可以迅速关闭主阀,截断水流,防止机组飞逸时间超过允许值,避免事故扩大。 (4)构成安全检修的条件。

蜗壳示意图:

1.3.2对主阀的要求

进水阀是机组和水电站的重要安全保护设备,因此,对进水阀的结构和性能

有较高的要求。主要技术要求如下;

(1)长期关闭时漏水量小,长期使用时,密封装置不易磨损,且便于更换。 (2)关闭力矩小,开启时水力损失小,过水能力大。 (3)关闭时间任意调整。

(4)截流装置及传动机构强度足够。 (5)结构简单,造价底,工作可靠。

(6)当机组发生飞逸转速或压力钢管爆破时,应尽快截断水流。 1.3.3主阀的设置条件

(1)当一条输水总管道供给几台水轮机用水时,应在每台水轮机前装设主阀。 (2)对水头高于120米的单元输水管,可以考虑装设进水阀。因为高水头引水式电站压力管道长,冲水时间长;此外,水头越高导叶漏水越严重,能量损失越大。

(3)当水头小于120米时输水管道较短的供水电站可不设主阀,装快速闸门。装置进水阀要有充分论证。 1.3.4主阀型式及主要构件

大中型水轮机进水管道上的阀门,常用的有蝴蝶阀和球阀两种,分别介绍如下:

1.3.4.1蝴 蝶 阀

1.适用条件:

适用于水头200米以下,转轮直径1.8米以上的电站。 2.主要构件:

1)阀体:作用是过水通道的一部分,水流由其中通过,支撑活门重量,承受

操作力和力矩,传递水压力。

2)活门:作用是关闭时截断水流,要求有足够的强度,开启时在水流中心水力损失小,有良好的水力特性。 3)轴及轴承:支持活门的重量。

4)锁锭:蝶阀的活门在全关或全开时需要锁锭。

5)旁通阀、旁通管:主阀开启时减少力矩,消除在动水下的振动。

6)空气阀:关闭时向蝶阀后补气,防止钢管因产生真空而遭致破坏,开启前向阀后充水时排气。此图为空气阀原理示意图,该阀有一个空心浮筒悬挂在导向活塞之下,空心浮筒在蜗壳或管中的水面上。此外,通气孔于大气相通,以便对蜗壳和管道进行补气或排气。当管道和蜗壳充满水时,浮筒上浮至极限位置,蜗

壳和管道于大气隔绝,以防止水流外溢。

7)伸缩节:便于安装及检修,温度变化时钢管有伸缩的余地。

8)密封装置:防止活体和阀门之间漏水。橡胶围带装在阀体或活门上,当活门关闭后,围带内冲入压缩空气,围带膨胀,封住周圈间隙。活门开启前应先排气,围带缩回,方可进行活门的开启。围带内的压缩空气压力应大于最高水头(不包括水锤升压值)(2-4)*10^5Pa,在不受气压或水压状态时,围带与活门间隙为

0.5-1mm。1.3.4.2球阀

1.适应条件:

适用于水头在200米以上,转轮直径小于3米的电站。球阀通常采用卧轴结构。

2.主要构件:

主要由两个半球组成的可拆卸的阀体和圆筒形活门及附属设备(卸压阀、排污阀、空气阀、止漏装置等)组成。在开启位置时,圆筒形活门的过水断面与引水管道直通,关闭时活门旋转90度,截断水流。球阀的阀体通常采用铸钢件。阀轴和活门为整体结构时,可采用铸钢整体铸造或分别铸造后焊在一起。目前多采

用双重止漏装置的球阀。

1.3.4.3闸 阀

1.适应条件:

适用于高水头、小管径(0.35--0.4)的水电站,水头在700--800米以下,管径在0.8--0.9米以下时也可采用。

2.主要构件: (1)阀体:作用是支撑闸阀的重量。

(2)闸板:闸板上下移动时打开或截断水流。 (3)阀盖、主轴及其密封、旁通阀、旁通管等。

1.3.4.4各种阀门的特点

(1)蝶阀

优点:外形尺寸小,重量轻,结构简单,造价低,操作方便; 缺点:影响水流流态,造成一定的水力损失。 (2)球阀

优点:密封严密,漏水量少,这种密封装置不易磨损,全开时水力损失很小,操作规程力较小,有利于动水紧急事故关闭;

缺点:结构复杂,重量大,体积大,造价高。 (3)闸阀

优点:造价低,维护检修方便,全开时水力损失小,工作可靠,密封严密; 缺点:体积大,密封面易磨损。一般常用蝶阀,高水头电站用球阀,小型电站用闸阀。

1.3.5主阀操作方式和操作系统

在本节中,主阀操作方式重点介绍液压操作类型;操作系统一般均为自动控

制。

1.3.5.1主阀的操作方式

进水阀的操作系统,按操作力的不同,一般有手动操作、电动操作、液压操作三种类型。大型电站有电动操作和液压操作,小型用手动操作。液压操作包括水压和油压操作,水头高于120米时可用水压操作,但对水质要求较高,一般不用。通常用油压操作。油压操作要求用接力器操作。接力器有以下几种型式: 1.导管式接力器:导管式接力器是应用较多的一种型式,右图为装在立轴阀门上的导管式接力器,根据操作力矩的大小,可以采用一队或单个接力器布置在一个盆状的控制箱上,控制箱固定在阀体上。接力器动作时,连杆可以在导管内摆动,缸体不动。

2.摇摆式接力器:摇摆式接力器应用最为普遍。对大中型横轴蝶阀或球阀都

很适用。右图为装在卧轴阀门上的摇摆式接力器示意图。摇摆式接力器下部用铰链和地基连接,工作时随着转臂摆动,这样就不需要导管,因此在同样的操作力矩下,接力器的活塞直径比导管式接力器要小。接力器动作时,因缸体通过铰链和地基连接,缸体可以摆动,连杆不摆动。

3.刮扳式接力器:刮扳式接力器由于零件多,加工精度要求高,给制造带来不少麻烦,故很少用。

4.环形接力器:环形接力器零件数量少,但加工精度高和工艺复杂,外形尺寸大,漏油量也。以前较少使用。

目前常用的是导管式及摇摆式接力器。 1.3.5.2主阀的操作系统

大中型电站的进水阀,其操作系统均为自动控制,当接受外界动作信号时,即按照一定的程序进行关闭或开启阀门的自动操作。由于进水阀的结构、功用、控制结构、自动化元件和要求各不相同,因此进水阀的操作系统是多种多样的。

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