大型进水液控蝶阀在水电站中的应用

1 蝶阀的应用
 当水轮发电机组采用一管多机或引水钢管过长时，须装设水轮机进水阀。若是一管多机时，装设的进水阀在1台机组投运后应不影响共用1个引水钢管的各个机组的正常工作。若是引水钢管过长时，装设进水阀可以在机组事故甩负荷又遇到常规过速保护拒动时截断水流，对机组进行保护，或者在机组事故甩负荷又遇调速器失灵时截断水流从而对机组进行保护，同时还可以减少水击力对水轮机导水机构的严重破坏。
水电站水轮机进水阀直径为5000mm，进水阀直径在国内为特大型阀门。
2 系统组成及作用
1) 系统组成
进水蝶阀系统由双密封液动蝶阀、液压驱动系统、电气控制系统及附属设备等组成。液动双密封蝶阀基本形式为卧轴双偏心双密封结构，两道密封分为工作密封和检修密封；液压驱动系统由液压站和操作机构2部分组成，每台进水阀配有1台液压站，操作机构采用中压单接力器；控制系统以PLC为核心，采用触摸屏进行操作和显示，可就地操作或远程控制；进水阀下游侧设一伸缩节，可方便进水阀的安装、拆装和检修。
2) 双密封进水阀主要作用
关闭进水阀，截断水轮机进水，以利于水轮机检修；当水轮机组调速系统发生故障，机组转速升高到整定值的情况下，能动水紧急关阀，保证机组安全；当水轮机组长期停机时，截断上游来水，减少导叶漏水，防止机组发生蠕动；在不排空阀前压力水的情况下，检修双密封蝶阀的轴端密封和工作密封，且不影响其它机组的正常运行。
3 密封结构及特点
进水阀相当于一个液动进水阀和一个进水检修阀。它设有上、下游两个密封装置，即在进水阀出水端设置工作密封副，在进水端设置检修密封副。正常工作时仅工作密封投入使用；当工作密封或轴端密封需要检修时，为了不排空压力钢管，且不影响其它机组的正常运行，检修密封投入工作。
工作密封采用预压可调的成熟技术，即硬橡胶——不锈钢密封结构。活门的密封圈采用高硬度橡胶圈，整体硫化，无缝连接，用密封压盖和不锈钢螺钉固定在活门上，阀门所需密封比压通过螺钉调节。同时，可在不拆卸阀体的情况下，很方便检修或更换密封圈。活门全关时，在水压作用下，橡胶密封圈更贴紧阀体上密封圈，使之密封效果更好。
检修密封采用移动自密封式金属硬密封结构形式。阀体密封圈为动密封环，采用锥面形式，活门密封圈为自密封式的球形密封环。当检修密封投入时，球形密封圈在水压作用下向外膨胀，能得到可靠的密封比压。动密封环采用阀前水压驱动，并配备独立的增压装置，且在阀门外部设有动密封环位置的指示机构。当活门旋转时，动密封环先行脱离，使两密封面无旋转磨擦，开启力矩小。检修密封采用硬质合金的金属硬密封结构，且在机组正常工作时不参与工作，仅检修工作密封和轴端密封时投入使用，耐磨损，使用寿命可大于20年以上。
4 进水阀液压控制部分
进水蝴蝶阀液压控制系统主要由2台柱塞式高压油泵、2个电磁溢流阀、4个电磁换向阀、2个液控单向阀、2个电磁球阀、1个插装阀、蓄能器组、主阀液压缸、锁锭液压缸、旁通阀液压缸以及油系统的辅助设备及元件组成。液压驱动系统由液压站和操作机构2部分组成。液压站主要由油泵机组、集成式油路块、油箱、空气滤清器、滤油器、压力变送器、液压变送器、控制阀组及表计等组成。每台进水阀配1台液压站。在油箱上装有2套高压柱塞泵电机组，2套互为备用，以确保蓄能罐有可靠的液压能供给，在必要时油泵机组可直接为进水阀提供动力源。
进水阀液压控制系统组成基本原理是：液压站通过油泵机组向气囊式蓄能器充油，使之产生压缩能或存贮液压能，在电控指令和控制阀组的作用下，蓄能罐的液压油经液压阀快速流向操作机构，而将液压能转变为机械能，从而在驱动主接力器、锁定接力器和旁通阀接力器过程中实现进水阀的动作动能。
5 控制系统
进水液动双密封蝶阀的控制系统以PLC（可编程控制器）为核心，采用工业人机界面（触摸屏）进行操作及显示。可就地操作进水阀、旁通阀的开和关，也可由中控室对整个进水阀系统进行自动控制。还可提供远程计算机诊断、咨询等服务。
1)利用多种传感器检测液压系统的压力、油温及活门的位置，通过PLC或计算机进行监控，对进水阀系统的运行状态进行分析，提出报警信息或自动采取紧急措施。
2)采用工业人机界面（触摸屏），使阀门的操作更直观、更方便，显示的信息量更大。通过触摸屏可以得到系统的动态压力、保压时间、油泵电机的启动次数、每次运行时间、液压油温、油箱油位、活门的当前位置、启闭的时间、故障报警等信息，还可查询进水阀系统的操作指南、维修向导等技术资料。
3)设有与中央控制室通讯的接口，可将进水阀系统的控制纳入水电站的集中控制系统中。以实现无人值班，少人值守。
4)利用远距离通讯接口，通过公用电话线路与远程上位机进行信号传输，不但可以实现远程监控或管理，而且可实现厂方对用户的远程技术服务。
5)该大型蝶阀自投入运行以来运行稳定，关阀过程中未发现有异常情况，其漏水量几乎为0，在紧急事故时能可靠动作。