蝶阀关闭故障分析及处理方法

1 故障蝶阀概况
蝶阀总装包括阀体、活门、作业主密封、轴承、转臂、接力器、确定设备、重锤和旁通阀等。蝶阀阀体选用铸焊全体构造，阀体与作业密封圈触摸处选用不锈钢材料，延长了密封圈的使用寿命并提高了密封功能。阀门的密封设在下流侧，密封面选用斜面构造，因而有极好的密封功能。阀体的底部有 8 条地脚螺栓作为固定阀体用，能接受接力器向上推力和动水作用在活门上的向上分力，而不能接受活门全关时的水推力。为添加活门在动水封闭时的自封闭力矩，活门与阀体均按偏置规划，其几许基地与滚动基地偏移 50mm，添加了封闭的可靠性。阀门的主作业密封选用实心异形橡胶放在活门周边，用压圈和压紧螺钉紧固在活门上，为了保证密封圈可谐和且调节后定位，设有锁紧螺钉加以固定。阀轴选用 40Cr 锻钢材料，与轴承和轴端密封触摸处选用镀铬维护，与活门选用插人圆柱销固定。轴承由钢套和铜瓦组成，铜瓦材料为铸铝青铜（ZCuAl1OFe3)，轴端密封选用 U 形支承环密封圈，密封力可调，替换便利。
该阀安置 2 台直径 200mm 直缸摇摆式接力器，接力器的活塞杆通过转臂与阀轴相连，活塞杆外表镀铬处理。活塞与缸体问密封选用 O 形圈与聚四氟乙稀组合式密封圈；接力器缸内设有二段封闭设备和节省缓冲构造，外部选用高压软管连接。
操控系统。蝶阀的敞开选用阀门液压操控设备供油，推进接力器把活门和重锤至全开后选用油压锁锭，锁锭油源来自于调速器油压设备。当机组发作事端或需正常停机时，切换锁锭油源脱开，蝶阀依托自身所装备的 2 个重锤（各 3.5 t）和水力作用至活门全关，起到堵截水流和维护机组的作用。
2 故障景象
蝶阀封闭过程中，当蝶阀封闭至全行程的约 95% 时，蝶阀转臂（重锤）停止下落，蝶阀不能自行抵达全关方位。这与蝶阀只能在全开或全关 2 个方位相对立，蝶阀方位处于不定态，构成漏水量较大，致使较强的噪声，给水电站的维修运转带来了较大的安全隐患。

3 原因分析
3.1 油管路方面
呈现这种景象有也许是由于回油管路排油不畅致使接力器关侧油腔油未排尽，由此构成接力器活塞不能彻底回复至全关方位，致使蝶阀转臂下落不能抵达最大行程，致使蝶阀关不到全关方位。
就此对操作油管路进行查看，关于管路上的油阀门进行分化查看，保证操作油管路四通八达。
3.2 接力器结构
为了下降在封闭过程中接力器活塞冲击接力器油底部的速度和压力，在操作接力器缸内设有二段封闭设备，即节省缓冲构造。
对接力器节省缓冲构造进行清洗并对接力器节省阀进行调整，加大节省阀开口，使回油的流量变大，节省阀前、后的压差变小，有利于接力器活塞的下落。一起，查看发现接力器活塞杆外表镀铬层无缺，无锈蚀卡涩痕迹。
用以上 2 种办法进行处理后，没有显着的作用，阐明蝶阀不能抵达全关方位的因素与操作系统（操作管路及接力器设备）无关。
3.3 在在蝶阀关闭过程中关闭蝶阀所需力矩小于轴承处所受到的摩擦阻力矩
为了避免泥沙淤积阻止阀门敞开，蝶阀下缘逆水流封闭，动水力矩 M 总是趋向使活门封闭，活门上的动水压力沿水流方向的分力 p 顺水流方向，垂直分力 P1 方向向上。
活门封闭时，水彻底停止，活门上接受静水压力。由于活门上、下的方位区别，静水压力的作用基地在活门基地线以下，这么，关于卧轴蝶阀活门，就发生了使活门滚动的静水力矩。
蝶阀处于挨近全关的方位不能正常封闭。
在阀门操作中，操作组织各滚动销轴处均存在冲突力和冲突力矩。其间，阀轴与轴瓦间的冲突力和力矩是首要的，其数值占有总的冲突力降冲突力矩的绝大部分。
依据规划工况，阀轴和铸铝青铜的冲突因数通常取拜 μ=0.15，所以在最高水头 121.5m 时，蝶阀能够靠自身装备的重锤进行主动封闭。而要呈现蝶阀不能主动封闭景象有必要的条件是 μ＞0.27。因而能够得出以下结论：
蝶阀在运转 2 年今后，在封闭时呈现了不一样程度的关不到全关方位的景象。咱们剖析以为，呈现这种状况的因素有以下 2 点：
（1）蝶阀在通过 2 年多的运转后，阀轴和轴承之间有也许呈现泥沙沉积，致使阀轴和轴承之间的间隙减小，轴承冲突因数添加。在阀门的封闭过程中，当活门挨近全关方位时，活门上、下流之间构成一个压差，这个压差会在阀轴上发生一个阻止封闭的力矩，这个阻力矩与轴承的冲突因数成正比，当阻力矩大于阀门封闭力矩时会呈现上述景象。
（2）轴承通过一段时间运转后，轴承光滑面也许有腐蚀，轴承呈现了磨损，冲突因数添加，也会致使上述景象。

4 处理办法
（1）改动封闭蝶阀的操作程序。在封闭蝶阀的一起，翻开旁通阀，在关阀完毕后，再封闭旁通阀。这么，能够让蝶阀在封闭过程中前、后水压一直平衡，消除了关阀过程中蝶阀上、下流之间的压差，大大下降了封闭时的冲突阻力，使关阀能顺畅进行，并且能够削减轴承光滑面的磨损，添加蝶阀轴承的使用寿命。
（2）现装备的 2 个重锤的旁边面各预留有 4 个 M30 的螺孔，可在重锤上加一些钢板，然后用螺丝紧固。这么就添加了重锤的质量，然后添加蝶阀封闭时的重锤力矩，使蝶阀在轴承冲突系数增大时也能顺畅封闭。
在以上 2 种办法中，假如选用第 2 种办法进行改造，蝶阀可在一段时间内比较顺畅地自行封闭，但运转时间长了今后，跟着泥沙在阀轴和轴承之间的沉积和轴承光滑面的进一步磨损，冲突因数增大致使冲突阻力越来越大，蝶阀有也许又不能自行封闭，乃至需替换新轴承。因而，在考虑到处理上述问题的难度和电站的安全经济运转，在选用了修正蝶阀封闭流程的办法，如图 1 所示（图中灰色为改善添加流程部分）。
5 实际应用情况
芹山水电站蝶阀封闭流程通过改善后，在封闭的一起敞开旁通阀，对阀后充水。蝶阀在上、下流无水压差的状况下封闭。在此过程中，根本消除了作用在活门上的静水力矩，一起，大大减小了阀轴的冲突力矩。实习表明，改善后蝶阀运转安稳，自行封闭正常，封闭作用杰出。
一起考虑到机组过速时，因调速器主配压阀拒动，需使蝶阀封闭来避免机组过速。在这种方法下，为避免由于封闭蝶阀时开旁通阀构成机组转速增加，在过速维护设备动作油管路中，并一油管至调速器事端电磁阀。当过速维护设备动作时，事端电磁阀也动作，调速器主配压阀迅速朝关侧动作，封闭导叶，避免机组飞逸。
6 结束语
使用该封闭流程的蝶阀，由于在封闭时蝶阀前、后水压平衡，受静水压力较小，大大削减了阀轴的冲突力矩，也减小了蝶阀的主轴及轴承的磨损，延长了蝶阀主轴及轴承的维修周期，一起也保证了蝶阀的安稳运转，保证了水电站的安全经济运转。
若在含泥沙量较大的水电站使用蝶阀，最好不要选用该种带自封闭设备的蝶阀，由于选用带自封闭设备的蝶阀，运转时间长了今后，跟着泥沙在阀轴和轴承之间的沉积和轴承光滑面的磨损，轴承冲突因数增大致使冲突阻力越来越大，蝶阀终究将不会自行封闭。这必将添加蝶阀维修次数，削减蝶阀使用寿命，不利于水电站的安全经济安稳运转。