水電站硬密封球閥密封改進

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現在介紹水電站硬密封球閥密封改進水電站位于青衣江寶興河流域東河上游河段，為高壩引水式的電站。磽磧電站1～3號機組自投入運行后，屢次產生因為球閥油壓裝置油混水，導致控制回路電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發卡，造成球閥不能正常開啟和封閉，重大的影響了機組的保險性和可靠性。究其起因，因為球閥密封操作油壓大為4.0mpa，而密封前端小的靜水壓力為4.58mpa，從而在球閥密封環動作時，球閥前端壓力水不可防止的通過密封環與球閥本體之間的空隙竄入操作油回路，造成球閥油壓裝置液壓體系大批進水，導致操作油劣化。
球閥工作密封構造圖如圖1所示，檢修密封結構與此雷同。硬密封球閥由機械設計及材料強度的相關理論可知，硬密封固定球球閥的主要失效形式為在保證閥體、球體、閥座、閥桿等不發生塑性變形的基礎上發生泄漏，因此有必要預先了解此類球閥的密封副密封原理，從而對其進行深入探討。圖1為球閥整體半剖模型，圖2為圖1中紅框內局部放大視圖。當球體轉動90°后使閥門處于關閉狀態時，以密封環、O型圈為界將流體截斷，此時閥座（進口端）受到彈簧預緊力F、流體壓力P及球體對閥座作用力共同作用，由于F與G的左向合力大于右向合力（圖2中水平方向白色箭頭為作用力所對應區域），所以右向力需要球體對閥座作用力來抵消，此力所提供的壓力即為密封比壓，若密封比壓大于密封必需比壓，則不會泄漏。

2 水電站硬密封球閥密封改進原球閥密封控制操作方式及其存在的問題
2.1 原球閥密封控制操作液壓原理
原球閥密封控制操作液壓原理見圖硬密封球閥，手動鑄鋼硬密封球閥體表面采用的噴涂技術，通過對各種不同工況條件的處理，硬度可達HRC78。閥座密封面的處理，硬度可達HRC72。球體和閥座進行配對研磨，球閥整個密封面的所有密封區域均經過精密研磨。適合于高溫高壓的水、蒸汽、石油、煤炭、纖維、稠性和腐蝕性介質，以及帶顆粒的介質。金屬密封球閥有浮動球和固定球兩種結構金屬閥座環與球面接觸，通過作用在閥座環上均勻的彈簧負荷使閥座環與球面形成密封。

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,由于彈簧負荷的作用使輔助密封膨脹，實現閥體與閥座之間的密封.彈簧的載荷足以提供閥座與球體間可靠密封,在低壓條件下，可以在閥座密封面與球體之間設計有密封脂注入系統。



水電站硬密封球閥密封改進硬密封球閥的特點
1）、流動阻力小；
2）、結構簡單；
3）、體積小、重量輕；
4）、目前球閥的密封面材料選用塑料、密封性好；
5）、操作方便，開閉迅速，便于遠距離的控制；
6）、維修方便，密封圈一般都是活動的，拆卸更換方便；
7）、全開或全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，介質通過不會引起閥門密封面的侵蝕
圖2 原球閥密封控制操作液壓原理圖


2.2 水電站硬密封球閥密封改進原球閥密封節制進程及其存在問題
通過圖2能夠看出，壓力油通過電磁閥的控制，直接通入球閥密封裝置控制活塞腔。由圖1能夠看出，球閥本體和密封裝置活塞腔之間是動靜配合，不可避免的有空隙。磽磧電站水輪機水頭高，球閥前端小的靜水壓強為4.58mpa，球閥密封裝置操作、控制油壓大為4.0mpa，在這種情形下，球閥前端高壓水通過球閥本體和密封裝置活塞腔之間的間隙滲透到工作密封退出腔，通過回油管流入漏油裝置內。通過液壓油輪回進入操作油系統，因為液壓油中含有大量的水分，油質劣化，銹蝕電磁閥彈簧，導致電磁閥不能可靠地動作，從而導致球閥不能自動開啟，影響機組運行的穩固性和可靠性。另外，因為球閥油壓裝置透平油混入大批水分，為保障油質，須要頻繁的對透平油進行過濾，大大加大了運維人員的工作強度。有時須要運維職員手動幫助開啟球閥，增添了誤操作的可能性，影響到運維職員和機組的平安性。


3 水電站硬密封球閥密封改進球閥密封把持操作方法技巧改革計劃及其特色
3.1 1）技術改造后的球閥液壓系統如圖3。。
3.2 技術改造計劃的總體思路如下：
1）將球閥工作、檢修密封操作由油壓操作改為水壓操作、油控制；
2）球閥工作、檢驗密封投入、退出由液壓換向閥控制，該液壓換向閥控制介質為壓力油，來自球閥油壓裝置。
3）水壓操作源從平壓裝置上游管路引取，通過兩級濾水安裝凈化水質后，分離引向球閥工作密封裝置跟檢驗密封裝置；密封環前后水壓一致，然而密封環活塞腔的面積弘遠于密封環與球閥活門的接觸面積，所以能實現密封環牢靠地動作；在密封回路裝設油壓控制的液動換向閥，通過電磁閥控制液動換向閥的開啟跟封閉，以實現密封安裝的投入和退出。


3.3 技巧改革后球閥密封運行方法及其留神事項
1）在主動運行情形下，密封裝置的投退應用電磁閥控制的液動換向閥事實。
2）機組球閥開啟之前，應具體檢討球閥密封操作水系統各閥門處于表1所述狀態。自力式調節閥質量好,價格低,服務優,值得信賴!。
3）機組停機進程中發明球閥密封水操作工作密封投不上，導致機組低轉速運行，此時應投入球閥檢修密封。
4）當球閥密封液動換向閥故障不能動作時，應開啟檢修密封排水閥1263閥，開啟旁通操作手閥1261閥，通過水壓將檢修密封關閉。
5）在以上均生效，比方水過濾器嚴峻梗塞，或水管路漏水導致水壓不夠等情況下，就關閉1250閥，關閉1252閥，開啟1149閥，手動液壓泵打油壓關閉檢修密封。
6）1247－1，1249－1，1251－1三個水過濾器排污閥應當按期手動排污。
3.4 技術改造后球閥密封運行的功能
1）磽磧球閥密封改造后，球閥自動開啟勝利率大幅進步，進步了機組主動運行的可靠度，大幅縮短機組開停機時光，減少不用要的耗水，大大提高了機組運行的牢靠性和經濟性。
2）磽磧球閥密封改造后，球閥油壓裝置再不呈現油混水的安全隱患，減少了運維人員的透平油凈化處置工作。
3）磽磧球閥密封改造后，運維人員不再手動幫助開啟球閥，減少了運維人員的工作強度及減少誤操作的可能，提高了機組運行的安全性和穩固性。


4水電站硬密封球閥密封改進 結語
磽磧水電站從實際情況及運行特色動身，捉住了問題的本源，通過簡略易行的技術改造方案，解決了由于球閥密封環動作時前端壓力水通過密封環與球閥本體之間的間隙竄入操作油回路，導致控制回路電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發卡球閥不能正常開啟關閉的問題，很大水平。調節閥專業生廠生產各種調節閥,品牌調節閥質量可靠,性價比高。減少了運維人員的工作強度，極大的提高了磽磧水電站運行的穩定性和可靠性。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組?