水电站硬密封球阀密封改进

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍水电站硬密封球阀密封改进水电站位于青衣江宝兴河流域东河上游河段，为高坝引水式的电站。硗碛电站1～3号机组自投入运行后，屡次产生因为球阀油压装置油混水，导致控制回路电磁阀弹簧锈蚀、阀芯发卡，造成球阀不能正常开启和封闭，重大的影响了机组的保险性和可靠性。究其起因，因为球阀密封操作油压大为4.0mpa，而密封前端小的静水压力为4.58mpa，从而在球阀密封环动作时，球阀前端压力水不可防止的通过密封环与球阀本体之间的空隙窜入操作油回路，造成球阀油压装置液压体系大批进水，导致操作油劣化。
球阀工作密封构造图如图1所示，检修密封结构与此雷同。硬密封球阀由机械设计及材料强度的相关理论可知，硬密封固定球球阀的主要失效形式为在保证阀体、球体、阀座、阀杆等不发生塑性变形的基础上发生泄漏，因此有必要预先了解此类球阀的密封副密封原理，从而对其进行深入探讨。图1为球阀整体半剖模型，图2为图1中红框内局部放大视图。当球体转动90°后使阀门处于关闭状态时，以密封环、O型圈为界将流体截断，此时阀座（进口端）受到弹簧预紧力F、流体压力P及球体对阀座作用力共同作用，由于F与G的左向合力大于右向合力（图2中水平方向白色箭头为作用力所对应区域），所以右向力需要球体对阀座作用力来抵消，此力所提供的压力即为密封比压，若密封比压大于密封必需比压，则不会泄漏。

2 水电站硬密封球阀密封改进原球阀密封控制操作方式及其存在的问题
2.1 原球阀密封控制操作液压原理
原球阀密封控制操作液压原理见图硬密封球阀，手动铸钢硬密封球阀体表面采用的喷涂技术，通过对各种不同工况条件的处理，硬度可达HRC78。阀座密封面的处理，硬度可达HRC72。球体和阀座进行配对研磨，球阀整个密封面的所有密封区域均经过精密研磨。适合于高温高压的水、蒸汽、石油、煤炭、纤维、稠性和腐蚀性介质，以及带颗粒的介质。金属密封球阀有浮动球和固定球两种结构金属阀座环与球面接触，通过作用在阀座环上均匀的弹簧负荷使阀座环与球面形成密封。

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,由于弹簧负荷的作用使辅助密封膨胀，实现阀体与阀座之间的密封.弹簧的载荷足以提供阀座与球体间可靠密封,在低压条件下，可以在阀座密封面与球体之间设计有密封脂注入系统。



水电站硬密封球阀密封改进硬密封球阀的特点
1）、流动阻力小；
2）、结构简单；
3）、体积小、重量轻；
4）、目前球阀的密封面材料选用塑料、密封性好；
5）、操作方便，开闭迅速，便于远距离的控制；
6）、维修方便，密封圈一般都是活动的，拆卸更换方便；
7）、全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过不会引起阀门密封面的侵蚀
图2 原球阀密封控制操作液压原理图


2.2 水电站硬密封球阀密封改进原球阀密封节制进程及其存在问题
通过图2能够看出，压力油通过电磁阀的控制，直接通入球阀密封装置控制活塞腔。由图1能够看出，球阀本体和密封装置活塞腔之间是动静配合，不可避免的有空隙。硗碛电站水轮机水头高，球阀前端小的静水压强为4.58mpa，球阀密封装置操作、控制油压大为4.0mpa，在这种情形下，球阀前端高压水通过球阀本体和密封装置活塞腔之间的间隙渗透到工作密封退出腔，通过回油管流入漏油装置内。通过液压油轮回进入操作油系统，因为液压油中含有大量的水分，油质劣化，锈蚀电磁阀弹簧，导致电磁阀不能可靠地动作，从而导致球阀不能自动开启，影响机组运行的稳固性和可靠性。另外，因为球阀油压装置透平油混入大批水分，为保障油质，须要频繁的对透平油进行过滤，大大加大了运维人员的工作强度。有时须要运维职员手动帮助开启球阀，增添了误操作的可能性，影响到运维职员和机组的平安性。


3 水电站硬密封球阀密封改进球阀密封把持操作方法技巧改革计划及其特色
3.1 1）技术改造后的球阀液压系统如图3。。
3.2 技术改造计划的总体思路如下：
1）将球阀工作、检修密封操作由油压操作改为水压操作、油控制；
2）球阀工作、检验密封投入、退出由液压换向阀控制，该液压换向阀控制介质为压力油，来自球阀油压装置。
3）水压操作源从平压装置上游管路引取，通过两级滤水安装净化水质后，分离引向球阀工作密封装置跟检验密封装置；密封环前后水压一致，然而密封环活塞腔的面积弘远于密封环与球阀活门的接触面积，所以能实现密封环牢靠地动作；在密封回路装设油压控制的液动换向阀，通过电磁阀控制液动换向阀的开启跟封闭，以实现密封安装的投入和退出。


3.3 技巧改革后球阀密封运行方法及其留神事项
1）在主动运行情形下，密封装置的投退应用电磁阀控制的液动换向阀事实。
2）机组球阀开启之前，应具体检讨球阀密封操作水系统各阀门处于表1所述状态。自力式调节阀质量好,价格低,服务优,值得信赖!。
3）机组停机进程中发明球阀密封水操作工作密封投不上，导致机组低转速运行，此时应投入球阀检修密封。
4）当球阀密封液动换向阀故障不能动作时，应开启检修密封排水阀1263阀，开启旁通操作手阀1261阀，通过水压将检修密封关闭。
5）在以上均生效，比方水过滤器严峻梗塞，或水管路漏水导致水压不够等情况下，就关闭1250阀，关闭1252阀，开启1149阀，手动液压泵打油压关闭检修密封。
6）1247－1，1249－1，1251－1三个水过滤器排污阀应当按期手动排污。
3.4 技术改造后球阀密封运行的功能
1）硗碛球阀密封改造后，球阀自动开启胜利率大幅进步，进步了机组主动运行的可靠度，大幅缩短机组开停机时光，减少不用要的耗水，大大提高了机组运行的牢靠性和经济性。
2）硗碛球阀密封改造后，球阀油压装置再不呈现油混水的安全隐患，减少了运维人员的透平油净化处置工作。
3）硗碛球阀密封改造后，运维人员不再手动帮助开启球阀，减少了运维人员的工作强度及减少误操作的可能，提高了机组运行的安全性和稳固性。


4水电站硬密封球阀密封改进 结语
硗碛水电站从实际情况及运行特色动身，捉住了问题的本源，通过简略易行的技术改造方案，解决了由于球阀密封环动作时前端压力水通过密封环与球阀本体之间的间隙窜入操作油回路，导致控制回路电磁阀弹簧锈蚀、阀芯发卡球阀不能正常开启关闭的问题，很大水平。调节阀专业生厂生产各种调节阀,品牌调节阀质量可靠,性价比高。减少了运维人员的工作强度，极大的提高了硗碛水电站运行的稳定性和可靠性。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组​