水輪機(jī)給水閥的作用及安裝條件

在水電站，為了滿足運(yùn)轉(zhuǎn)和檢修的需要，水輪機(jī)的通水系統(tǒng)必須設(shè)置壓力管入口閘門、壓力管末端渦輪前的閥門、水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和水輪機(jī)后的尾水閘門等閘門和閥門。 壓力管末端、水輪機(jī)渦盤前設(shè)置的閥門稱為水輪供水閥門，簡(jiǎn)稱供水閥門或主閥門。

水輪機(jī)供水管道一般設(shè)有供水閥，其設(shè)置位置依賴于水輪機(jī)) 2取水管道在正常狀況和事故狀態(tài)下運(yùn)行的可靠性要求也依賴于水電站水電站的建設(shè)配置和水輪機(jī)整體的經(jīng)濟(jì)因素。

一般在水電站進(jìn)水口設(shè)置事故閥(或快速閘門)和檢修閥，水輪進(jìn)水管為明管時(shí)設(shè)置快速閘門。 在供水管路長(zhǎng)的水電站中，由于管路的充水和開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)，因此能夠在水車前增設(shè)閥門(圖24-1 )，在事故的情況下，安裝在水車前的閥門能夠比安裝在取水管路的始端的閥門更早地截?cái)嗔飨蛩嚨乃?，另外，能夠不排出取水管路地進(jìn)行水車檢查。

另外，若干水輪機(jī)共用給水管道，各水輪機(jī)前面的給水管道一般設(shè)置閥門，檢查一臺(tái)機(jī)組時(shí)，不影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行。

為了減小取水系統(tǒng)的壓力上升，在水輪機(jī)渦旋進(jìn)水口的旁通管路上也設(shè)置開(kāi)放閥，與水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)的泥沙含量多，在水輪機(jī)取水管的直徑大的水電站中，為了減少水輪機(jī)的過(guò)流表面的磨損，同時(shí)減少水電站的成本，水輪機(jī)的固定導(dǎo)葉和可動(dòng)導(dǎo)葉

24. 2.1水輪機(jī)給水閥的作用

給水閥只有全開(kāi)和全閉兩個(gè)工作位置，不進(jìn)行水輪機(jī)給水流量的調(diào)節(jié)，其作用包括以下幾個(gè)方面。

①為單元檢查提供安全的動(dòng)作條件。 采用電站用一根壓力管道向兩臺(tái)以上機(jī)組供水的聯(lián)合或組供水方式時(shí)，其中一臺(tái)機(jī)組可以檢查，關(guān)閉該供水閥，在不影響其他機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下形成安全的工作條件。

②停止時(shí)減少單元漏水量，縮短啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)所需的時(shí)間。 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)封閉不嚴(yán)，停止后多存在較大漏水量。 這不僅浪費(fèi)了水的能量，而且漏水還會(huì)在縫隙中引起汽蝕破壞。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般導(dǎo)流葉片漏水量為水輪機(jī)zui大流量的2%?3%，嚴(yán)重的達(dá)到5%，水頭較高的小型機(jī)組漏水量過(guò)大不能停止。 機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停止的情況下，關(guān)閉供水閥，可大幅度減少漏水量。

機(jī)組短時(shí)間停止時(shí)，一般不關(guān)閉壓力管進(jìn)水口閘門。 這是因?yàn)楣芾斫K端的漏水需要排出壓力管內(nèi)的水，在重新啟動(dòng)之前補(bǔ)充壓力管的水，所以延長(zhǎng)了機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間，無(wú)法使機(jī)組隨時(shí)保持待機(jī)狀態(tài)，失去了水電站運(yùn)行的靈活性和迅速性。 關(guān)閉供水閥后，能夠減少漏水，縮短單元再啟動(dòng)所需的時(shí)間。 在有長(zhǎng)壓力管的中高水頭電廠，水輪供水閥作用更明顯。

③防止單元飛逸事故的擴(kuò)大。 機(jī)組和調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如果水輪機(jī)不立即關(guān)閉，可能會(huì)引起機(jī)組飛出事故。 此時(shí)，轉(zhuǎn)速信號(hào)器指示自動(dòng)緊急關(guān)閉水輪供水閥，快速切斷水流，防止機(jī)組飛出，避免事故擴(kuò)大。 未設(shè)置水輪供水閥時(shí)，應(yīng)該快速關(guān)閉壓力管的入口閘門，但由于壓力管的排出需要時(shí)間，因此單元的飛出時(shí)間變長(zhǎng)。 %"6lt； /p>

24.2.2水輪機(jī)給水閥的設(shè)置條件

%0)根據(jù)上述作用，需要設(shè)置供水閥。 但是，供水閥價(jià)格昂貴，而且建設(shè)和安裝的工作量增大，所以只在必要時(shí)設(shè)置供水閥。

①應(yīng)采用1根壓力管道向2臺(tái)以上機(jī)組供水的聯(lián)合或組供水方式的電站，每臺(tái)水輪機(jī)設(shè)置供水閥。

②采用單元供水方式的高水頭( 120m以上)或長(zhǎng)管路(單元1根壓力管路)的電站，可以考慮在每臺(tái)水輪機(jī)上設(shè)置供水閥。 原因是高水頭水電站壓力引水管長(zhǎng)，充水時(shí)間長(zhǎng)，水頭越高水輪機(jī)漏水越嚴(yán)重，能耗損失也越大。

③水頭低(不足120m )、配管短時(shí)，一般不設(shè)供水閥，但壓力配管進(jìn)水口設(shè)有快速閥，與單元的工藝保護(hù)聯(lián)動(dòng)。 如有必要，也可經(jīng)論證設(shè)置水輪供水閥。 例如，在一些泥沙河流中低水頭發(fā)電站中，由于壓力管的進(jìn)水口的閘門容易磨損或泥沙堆積，因此不能保證水流盡快阻斷，還設(shè)置了供水閥。

④機(jī)組給水水輪機(jī)給水閥的設(shè)置考慮要素中水頭的高低、管道長(zhǎng)度，工程實(shí)踐中沒(méi)有具體數(shù)據(jù)，可以通過(guò)投資和%e (行業(yè)綜合分析確定。

24. 2. 3對(duì)水輪機(jī)給水閥的技術(shù)要求

供水閥是機(jī)組和水電站的重要保護(hù)裝置，對(duì)供水閥的結(jié)構(gòu)和性能有一定的技術(shù)要求。

①給水閥必須可靠地工作，操作簡(jiǎn)單。

②供水閥應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。

③供水閥性能優(yōu)良，具有嚴(yán)密的止水密封裝置，可減少漏水，方便閥后部件的檢查作業(yè)。

④給水閥及其操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度應(yīng)滿足運(yùn)行要求，能承受各種情況下的水壓和振動(dòng)，且無(wú)過(guò)大變形。 機(jī)器發(fā)生事故時(shí)，可在動(dòng)水壓下快速關(guān)閉，其關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)飛行允許持續(xù)時(shí)間和壓力取水管允許水錘壓力值的要求，一般在2min以下。 在液壓下操作直徑小于3m的蝶形閥、直徑小于lm的閘閥、球閥時(shí)為lmin以下。

僅作為單元檢查時(shí)用于切斷水流的供水閥，開(kāi)閉時(shí)間由運(yùn)轉(zhuǎn)要求決定，一般為2?5min。 此時(shí)，閥門通常在靜水中關(guān)閉。

給水閥通常只有全開(kāi)和全閉兩種情況，不允許局部打開(kāi)調(diào)節(jié)流量，影響過(guò)大的水力損失和水流的穩(wěn)定，引起過(guò)大的振動(dòng)。 供水閥也不允許在流水時(shí)打開(kāi)，因此操作扭矩變大，運(yùn)轉(zhuǎn)上也不需要。

供水閥的編號(hào)包括三個(gè)部分五個(gè)要素，各部分相連。 苐yi部分為閥門類型和接受的zui高凈水頭(單位m )，第二部分為閥門的閥軸配置方式和操作方式，第三部分為閥門的公稱直徑(單位: cm )。

①閥的類型代碼: DF餅型、單板型、圓頂型蝶閥PDF平板型蝶閥qf&SQQ； 單面密封球閥TF圓柱閥。

②閥軸的配置方式編號(hào): W^臣軸； l軸。

③操作方式編號(hào): y>； 1液壓操作c； 水壓操作d電動(dòng)操作S^手動(dòng)操作。

④公稱通徑:蝶閥和球閥是與上下壓力水管相連的部位，閥體的流通內(nèi)徑在兩側(cè)的內(nèi)徑不同時(shí)取較小值的圓筒閥是指與水輪座環(huán)固定導(dǎo)向葉片的導(dǎo)向板相匹配的筒體的外徑。

⑤閥型號(hào)標(biāo)記示例: PDF200-WY-420表示平板型蝶閥，QF540-WY-175表示球閥，TF182-LY-935表示圓柱閥。 PDF200WY-420表示平板型蝶閥、zui高凈水頭200m、閥軸臥式配置、油壓%(d作、閥公稱尺寸DN4200 )。

以閘閥、三明治蝶閥及浮動(dòng)球式球閥形式，JB/t308； 2004“閥型號(hào)制作方法”標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

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