重锤式蝶阀的工作原理和技术特点及主要技术参数

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1、重锤式蝶阀的技术原理

    重锤式蝶阀由蝶阀本体、液压联动旁通阀、重锤、释放装置、手动油泵(或电动油泵)、齿条传动油缸及电子控制等部分组成(见图1)。由油泵的压力油输入齿条传动油缸,经活塞上齿条推动蝶板主轴上的齿轮旋转来开启蝶板,并将同轴上的重锤举至高点。重锤上的棘爪通过释放装置上的锁锭轴锁锭;锁锭轴的固定,由电磁铁和支托装置来控制。当事故发生时,由于电子控制部分的动作,电磁铁断电,锁锭轴失去控制,在重锤的自重作用下脱扣绕轴旋转,使蝶阀自动关闭。

重锤式蝶阀动作原理示意

图1 重锤式蝶阀动作原理示意

    该蝶阀的油压系统,利用二段节流来控制蝶阀的关闭速度,开始时关闭速度较快,以减少飞车时间的持续和速率上升;后阶段关闭缓慢以控制水压上升率。液控原理如图2所示。

D741X-10重锤式蝶阀液控原理示意

图2 D741X-10重锤式蝶阀液控原理示意

2、重锤式蝶阀的技术特点及主要技术参数

2.1、技术特点

    具有整机装配的手电两用油压系统,使整机结构紧凑,操作方便。

    在没有外来电源的情况下,能利用重力蓄能自行关机。当机组过速、轴承过热及发电机失磁时均能自动关闭,从而对机组进行了自动保护。

    具有快慢两段关闭特性。

    采用电磁铁控制的锁锭机构,既安全可靠、操作力又小。

2.2、主要技术参数、指标

    以D741-10型重锤式蝶阀为例,主要技术数据有:压力,1MPa;直径,φ400、φ500、φ600、φ800、φ1000、φ1200;最高使用水头,100m;最高升压水头,145m;开启时间,手动5min左右、电动1min左右;关闭时间,快关段5~10s;慢关段10~50s;过速保护范围,1.8倍额定转速(可调)。

3、重锤式蝶阀的具体应用地点及效果

    浙江省临海市柴坦水电站采用浙江平阳县水电自动设备厂生产的两台D741X-10重锤式蝶阀。电站型式为混合式,有压隧洞1100m,洞径2.6m,压力管长50m,管径1.2m,设计水头45.5m,最高水头47m,设计流量1.8m3/s,水轮机HL220-WJ-50A,发电机SFW-630-6/990(电抗分流励磁),额定电压400V,额定容量630kW,额定转速1000r/min。1991年1月2日并入大电网发电至1993年3月,两台机合计运行7780h。重锤阀运行情况良好,评价如下:(1)设备动作正确,实现了安全生产,两台蝶阀开启203次、关闭203次,动作正确率100%;(2)电动开启平均时间为55s,甩负荷时快关时间设定为5s,先快利于减少转速上升率,上升率控制在40%之内,慢关时间设定为20s,后慢在于减少水压上升率,上升率控制在21%之内;(3)在事故停机过程中机组过速,当超过1.4倍额定转速时,由测速装置发令,重锤自动脱扣关闭进水阀,避免事故扩大,增加了运行安全感。

4、结 语

    首先,提高了设备运行的可靠性,保证了安全停机。其次,减轻了运行工人的劳动强度,减少了维护工作量。两台机组减少值班人员4名,每年约节支8万元。

    另外,该阀在无人(少人)值班并网电站或孤立电站中当失去厂用电时能自动脱扣重锤关闭,而无需备用直流操作电源。

    在一些电站设计中,若在已定的机组GD2和水工建筑物布置的条件下,无法找到合适的导叶关闭时间以保证机组速率上升值和水压力上升值均不超过标准规定的允许值,此时可采取重锤式蝶阀快慢二段关闭,先快以利减少转速升高,后慢又能减少水压力升高。此法比设置人工电阻可靠,比设置调压井经济。

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