法蘭襯膠蝶閥是水電廠管道上大型構(gòu)件跟應(yīng)用比較常見的機(jī)組閥門之一,它是由閥體、蝶板跟控制機(jī)構(gòu)組成的,設(shè)置在水輪機(jī)蝸殼入口處以控制機(jī)組水流,其主要作用是:
(1)當(dāng)某系統(tǒng)失靈、故障造成機(jī)組過速時(shí)可關(guān)閉蝶閥以保護(hù)機(jī)組;
(2)在檢修需要時(shí)可關(guān)閉蝶閥以便停機(jī)檢修;
(3)機(jī)組長時(shí)間調(diào)相運(yùn)行或長時(shí)間停機(jī)備用,在系統(tǒng)允許的情況下可關(guān)閉蝶閥以減少導(dǎo)葉的漏水現(xiàn)象。 蝶閥在管道上正常運(yùn)行時(shí)是處于全開或全關(guān)的狀態(tài),管道運(yùn)行中的蝶閥在機(jī)組帶負(fù)荷的情況下自行關(guān)閉的現(xiàn)象就被稱之為沖關(guān)。如果運(yùn)行過程中出現(xiàn)蝶板緩慢偏離全開狀態(tài),旋轉(zhuǎn) 30~70°,使蝶閥處于部分關(guān)的狀態(tài),我們稱之為部分沖關(guān)。
蝶閥部分沖關(guān)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的影響跟危害主要是:引起水輪機(jī)機(jī)械振動(dòng);高速水流將在蝶板的后面空間產(chǎn)生空蝕區(qū),使蝶板受到氣蝕破壞、產(chǎn)生機(jī)械蹩勁、使接力器缸振動(dòng),嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)崩斷連接螺桿減少機(jī)組出力。
因此討論和解決這一問題對(duì)水電廠安全運(yùn)行有著較大的現(xiàn)實(shí)意義。
產(chǎn)生部分沖關(guān)現(xiàn)象的原因比較復(fù)雜,在排除了誤擰操作把手、誤碰關(guān)蝶閥繼電器、以及法蘭襯膠蝶閥開啟后鎖錠沒有投人等因素后,經(jīng)過分析后可以確定部分沖關(guān)的原因如下。
(1)蝶閥接力器、四通閥活塞磨損,使得活塞腔盤根密封不嚴(yán),壓力油從關(guān)閉腔處漏失,致使活塞在不平衡的壓力下向著關(guān)那一側(cè)運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向關(guān)的位置。當(dāng)關(guān)斷到一定位置的時(shí)候剩余的壓力油起作用,阻止蝶板繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向全關(guān)位置。
(2)蝶閥轉(zhuǎn)動(dòng)軸承未能落到位造成閥軸偏離安裝中線,致使閥內(nèi)蝶板上產(chǎn)生關(guān)閉力矩,或軸承磨損、打滑,造成蝶閥軸承磨擦力矩減小,以致運(yùn)行中,在某一原因(如接力器、四通閥壓力油漏失)或振動(dòng)下,蝶板向關(guān)側(cè)偏轉(zhuǎn)。
(3)偶然的水流不平衡在閥體上產(chǎn)生不平衡力矩,使得閥內(nèi)蝶板轉(zhuǎn)向關(guān)側(cè)。
(4)法蘭襯膠蝶閥檢修未能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),主要是轉(zhuǎn)動(dòng)軸未能落到位或者中心軸線產(chǎn)生偏移,使得蝶閥不能夠按著要求保持穩(wěn)定狀態(tài)。
(5)日常維護(hù)不當(dāng)留下隱患。
(6)未能將蝶板開啟到全開位置,留有行程空間,埋下了導(dǎo)致部分沖關(guān)的隱患。
據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果在運(yùn)行中出現(xiàn)以下現(xiàn)象,可以判斷蝶閥發(fā)生了部分沖關(guān)現(xiàn)象。
(1)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)工作正常,其信號(hào)跟音響報(bào)警系統(tǒng)沒有動(dòng)作,但是發(fā)電機(jī)出口處的有功功率表指示緩慢下降。
(2)水輪機(jī)調(diào)速器工作正常沒有明顯變化,導(dǎo)水葉開度沒有變化但在蝶閥室可以看到蝶閥開度指針正向關(guān)的指示方向緩慢移動(dòng)。
(3)部分沖關(guān)現(xiàn)象較嚴(yán)重的時(shí)候,法蘭襯膠蝶閥室有較明顯的聲響,有時(shí)候在蝶閥室可以看到空氣閥跑水的現(xiàn)象。
(4)當(dāng)?shù)逶?30~70° 范圍內(nèi),蝶閥被水沖關(guān)的過程進(jìn)行地太快時(shí),水壓鋼管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的水錘壓力進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。
發(fā)生部分沖關(guān)現(xiàn)象時(shí),通常的處理方法是按照開蝶閥的程序進(jìn)行操作,一般都可以使得蝶閥重新開啟到全開位置上,機(jī)組重新進(jìn)人正常的工作狀態(tài)。但是如果這種操作方法失效的話,或發(fā)生較為嚴(yán)重的沖關(guān)故障時(shí)可按以下方法處理。
(1)檢查蝶閥接力器、四通閥,如果發(fā)現(xiàn)漏油,說明是不平衡壓力油所引起的,這時(shí)候可以試著抬起油源閥向著接油器充油。
(2)當(dāng)?shù)y部分沖關(guān)引起較嚴(yán)重反應(yīng)時(shí),應(yīng)先將導(dǎo)水葉開度快速壓至空載,再將機(jī)組有功、無功負(fù)荷調(diào)整至 0,最后按停機(jī)流程操作停機(jī)。
(3)對(duì)蝶板未能開啟到位而引起的部分沖關(guān),可檢查蝶閥控制油泵是否起動(dòng),若未起動(dòng),則說明蝶閥還沒有開啟到位,這個(gè)時(shí)候可起動(dòng)油泵,繼續(xù)開啟蝶閥,待蝶閥閥瓣全開后應(yīng)關(guān)停油泵。
(4)在運(yùn)行中若蝶閥控制油泵起動(dòng),那么說明關(guān)蝶閥自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,或者不小心碰到蝶閥操作把手至關(guān)閉的一側(cè),這時(shí)候應(yīng)該將關(guān)蝶閥繼電器復(fù)歸,將油泵停止,同時(shí)按開蝶閥操作程序,將蝶閥重開啟。
(1)加裝蝶閥位置的信號(hào)裝置。當(dāng)管道上運(yùn)行中的蝶閥偏離全開的位置時(shí),即發(fā)出信號(hào),中控室的燈亮,現(xiàn)場的運(yùn)行人員可根據(jù)信號(hào)來判斷是事故關(guān)蝶閥還是部分沖關(guān)。
(2)規(guī)范部分沖關(guān)的一般處理措施,即可以抬起油源閥,直到蝶閥全開信號(hào)出現(xiàn)之后再落下油源閥。
(3)提高蝶閥檢修質(zhì)量。由于大口徑的蝶閥體積較大,且定位牢固,要解決轉(zhuǎn)動(dòng)軸到位問題,需要將法蘭襯膠蝶閥解體、吊裝工作,工程量較大,且蝶閥室空間所限也很難做到,又因?yàn)榈y使用時(shí)間長、磨損大,解體大修也難保證質(zhì)量。目前普遍是用加墊片的辦法來調(diào)整中心位置,這在一定程度上可以解決蝶閥體本身的問題。提高檢修工藝保證蝶閥全開后蝶板活門平行于水流。
(4)提高接力器密封性能,更換更好的密封材料,定期向著接力器活塞開啟腔進(jìn)行補(bǔ)油工作。
(5)在蝶閥進(jìn)水口處安裝水監(jiān)視器,以監(jiān)視水流波動(dòng)的情況,并在管道上蝶閥的運(yùn)行規(guī)程中增加 1 項(xiàng)定期工作的內(nèi)容,即每星期啟動(dòng)油閥,給接力器油路充油。
(1)加強(qiáng)對(duì)職工的技術(shù)培訓(xùn),掌握部分沖關(guān)的判斷跟技術(shù)處理技能,掌握法蘭襯膠蝶閥的運(yùn)行規(guī)律。
(2)建立和健全相關(guān)制度,如缺陷登記、處理、考核獎(jiǎng)勵(lì)制度。
(3)加強(qiáng)對(duì)法蘭襯膠蝶閥的日常檢查與維護(hù)。對(duì)出現(xiàn)的非正!暗y關(guān)閉”信號(hào)應(yīng)做好切實(shí)的記錄、分析原因;正常巡回檢查時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)蝶閥跟旁路閥的檢查;要求操作機(jī)構(gòu)都在正確的位置上,各電磁操作閥、監(jiān)控系統(tǒng)、油泵、繼電器應(yīng)符合規(guī)程要求;增加巡檢內(nèi)容,尤其注意檢查接力器、四通閥、給排油管回路有無漏油現(xiàn)象。