水務水利
2021/10/3
随著(zhe)我國(guó)經(jīng)濟發(fā)展以及城市化的發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求急劇增長(cháng)。這(zhè)些趨勢促使我國(guó)水電站的建設項目不斷增多、建設規模不斷增加。水電站管道(dào)閥門運用得是否合理直接關系著(zhe)水電站的工作效能(néng)，因此研究先進(jìn)水電站閥門技術、總結閥門維修和保養技術、弄清現有閥門的結構，對(duì)提高我國(guó)水電站閥門技術具有重要的意義。
1 不同閥門應用于各類水電站系統管道(dào)中 。
水電站除了發(fā)電機組以外還(hái)需要設計和建設輔助系統，輔助系統中閥門應用合理有利于保證發(fā)電機組的高效工作。針對(duì)不同的系統管道(dào)需要安裝不同類型的閥門，閥門的主要作用是控制氣體和液體的壓力、流速、流動方向(xiàng)等。閥門可以有效避免管道(dào)中流體倒流的情況發(fā)生，同時(shí)根據工作需要截斷流體、調整流體的流向(xiàng)，或者將(jiāng)管道(dào)内的壓力控制在一定範圍内。如果水電站需要洩洪，閥門可以根據工作需要將(jiāng)氣體或液體進(jìn)行分流和溢流處理。由于實際工作中系統管道(dào)的不同功能(néng)和所要控制流體類型的不同，它們對(duì)閥門的需求也不一樣(yàng)。
閥門的選擇應當遵循以下原則：第一，閥門的強度和密封性要符合其應用的環境。根據管道(dào)控制的對(duì)象（即氣體和液體）選擇具有不同密封性和強度的閥門。由于流體類型的差異，它們在相同環境中的壓強是不同的。因此閥門的選擇應考慮到強度和密封性。第二，在選擇閥門時(shí)應當考慮調節功能(néng)、動作功能(néng)是否能(néng)滿足水電站工作的需要。第三，在應用閥門時(shí)要根據閥門的材料、結構、公稱通徑等特性將(jiāng)其安裝在合适的系統管道(dào)内。
根據水電站不同系統管道(dào)的需要，選擇相應規格和功能(néng)的閥門。例如：在具有冷卻和潤滑功能(néng)的透平油系統、具有控制液體壓力功能(néng)的液壓啓閉油氣系統、具有絕緣和散入用途的油系統中三個系統所需要的閥門是不盡相同的，應當根據實際需求選擇合适的閥門。
2 典型閥門在水電站的應用
2.1 截止閥在水電站氣壓系統管道(dào)中的應用
水電站氣系統管道(dào)對(duì)閥門的密封性和強度具有較高的要求，同時(shí)截止閥具有較強的密封性、方向(xiàng)性，因此它可以應用于水電站中壓或者低壓氣系統中。它的工作原理是：截止閥中有一個閥瓣，這(zhè)個閥瓣的形狀呈塞性。閥門的密封面(miàn)是一個平面(miàn)或者錐面(miàn)，當有氣體流經(jīng)閥門時(shí)，閥瓣是沿著(zhe)氣體的中心線運動的。通過(guò)閥瓣的開(kāi)啓高度可以判斷流量以及閥門的開(kāi)啓程度。當閥瓣的開(kāi)啓高度是公稱半徑的1/4時(shí)，那麼(me)閥門已經(jīng)開(kāi)到最大了。該閥門因爲構造簡單所以具有成(chéng)本低、維護和修理便捷的特點。同時(shí)它具有較強的密封性能(néng)，工作時(shí)間長(cháng)的優點。由于水電站氣系統中的管道(dào)長(cháng)度較長(cháng)，造成(chéng)管道(dào)内氣壓強，截止閥良好(hǎo)的密封性和強度應用于氣系統管道(dào)中是非常合适的。但是當流體阻力過(guò)大時(shí)，開(kāi)啓或關閉閥門用力較大，因此流體中如果有雜質是不能(néng)用該種(zhǒng)閥門的。
2.2 圓筒閥在水電站導水系統中的應用。
圓筒閥是應用于水輪機中的進(jìn)水閘門。它的安裝位置在固定導葉和進(jìn)水導葉中間，替代傳統系統管道(dào)上的蝶閥和球閥。該閥門由于結構較複雜、閥門規格大、剛度不好(hǎo)的原因，對(duì)安裝的條件有較高的要求。由于該閥門在完全關閉時(shí)具有很強的密封性，因此在多泥沙的水電站中可以使用，它能(néng)防止導水機因泥沙的磨損造成(chéng)的工作壽命縮短和損壞。
2.3 閘閥在水電站冷卻油系統中的運用。
閘閥由于其在完全關閉時(shí)閘闆和閥座兩(liǎng)者的密封面(miàn)是完全密合的，像一面(miàn)光潔的平闆，因此也稱它爲閘闆閥。由于它具有密封面(miàn)完全切合的特點，可以有效阻止流體從其中通過(guò)。它的閘闆是開(kāi)啓和關閉閥門的部件，流體的流向(xiàng)和其閘闆的運動方向(xiàng)是相垂直的，因此該閥門不能(néng)調節流體的流量，隻能(néng)完全截斷流體，或者是完全打開(kāi)讓流體經(jīng)過(guò)。當流體的流量較小時(shí)，閘閥的關閉和開(kāi)啓是比較容易的。并且在流體雙向(xiàng)流動時(shí)也可以利用閘閥。在完全開(kāi)啓狀态下閘閥的密封面(miàn)不會(huì)受到沖蝕，因此該類型閥門應用的範圍較廣泛。但是在關閉狀态下閥門的密封面(miàn)容易受到流體沖擊而造成(chéng)腐蝕，并且該類型的閥門構造較複雜，因此一旦閘閥需要修理，修理的工作將(jiāng)會(huì)比較複雜和困難。同時(shí)當流量非常大時(shí)，閘閥需要較大空間和較長(cháng)時(shí)間進(jìn)行開(kāi)閉動作。在水電站油系統中閘閥得到廣泛應用，水電站中對(duì)油壓系統的冷卻（推力軸承油系統、水導軸承油系統等）大多利用閘閥對(duì)系統管道(dào)内的流體進(jìn)行截流。在使用閘閥時(shí)，閥門的開(kāi)啓程度需要靠閥杆的實際長(cháng)度判斷，這(zhè)種(zhǒng)判斷往往不是很精确。在開(kāi)啓閘門時(shí)閥門擰轉到最大位置，則爲閘閥的完全開(kāi)啓位置。
2.4 蝴蝶閥在水電站油氣系統的運用
蝶閥的蝶闆形似蝴蝶并能(néng)旋轉，蝶閥的開(kāi)啓和閉合需要蝶闆的工作才能(néng)完成(chéng)。當有流體流經(jīng)閥門時(shí)蝶闆圍繞著(zhe)軸線運動，該種(zhǒng)閥門的開(kāi)啓和閉合程度和蝶闆旋轉的角度相一緻的。在設計時(shí)該閥門和閥杆不能(néng)自行鎖定，往往在蝶杆上安裝渦輪減速器增加蝶閥自鎖功能(néng)，這(zhè)樣(yàng)能(néng)實現對(duì)蝶閥的控制。即根據實際需要通過(guò)蝶閥控制流體的流量。由于蝶閥構造簡單、尺寸小、重量小，在維修和操作上都(dōu)非常方便。同時(shí)由于蝶閥的結構特點，它的密封性不好(hǎo)、強度不強，因此不适用于對(duì)密封性和強度有極高要求的系統管道(dào)内。
由于水電站由各個不同的系統組成(chéng)，其采用蝶閥的規格也不一樣(yàng)。機組軸承需要散熱和冷卻，需要管道(dào)傳送冷卻水對(duì)軸承進(jìn)行散熱和油的冷卻。利用蝶閥調節性強的特點將(jiāng)其利用在冷卻系統管道(dào)中。
2.5 球閥在水電站系統管道(dào)中的應用
球閥的特點正如其名字一樣(yàng)，它是用一個球體作爲閥門開(kāi)啓和關閉的部件，操作該閥門的閥杆時(shí)實現閥門的開(kāi)啓和閉合。該閥體（球體）有一個小孔，球體圍繞著(zhe)軸線運動。因此在水電站設備和管道(dào)的連接中球閥使用得比較廣泛。由于球閥構造簡單、重量輕，因此便于維修。 同時(shí)球閥具有較強的密封性、安全可靠，所以在水電站圓筒閥油壓系統中運用球閥是比較多的。由于在圓筒油壓系統會(huì)産生較大的壓力，如果該系統出現故障就(jiù)需要運用該種(zhǒng)閥門關閉管道(dào)，同時(shí)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理；或者發(fā)生事(shì)故時(shí)將(jiāng)事(shì)故隔離起(qǐ)來。所以油壓系統閥門需要由設計精密、制造工藝高的專業閥門制造商提供。
1 不同閥門應用于各類水電站系統管道(dào)中 。
水電站除了發(fā)電機組以外還(hái)需要設計和建設輔助系統，輔助系統中閥門應用合理有利于保證發(fā)電機組的高效工作。針對(duì)不同的系統管道(dào)需要安裝不同類型的閥門，閥門的主要作用是控制氣體和液體的壓力、流速、流動方向(xiàng)等。閥門可以有效避免管道(dào)中流體倒流的情況發(fā)生，同時(shí)根據工作需要截斷流體、調整流體的流向(xiàng)，或者將(jiāng)管道(dào)内的壓力控制在一定範圍内。如果水電站需要洩洪，閥門可以根據工作需要將(jiāng)氣體或液體進(jìn)行分流和溢流處理。由于實際工作中系統管道(dào)的不同功能(néng)和所要控制流體類型的不同，它們對(duì)閥門的需求也不一樣(yàng)。
閥門的選擇應當遵循以下原則：第一，閥門的強度和密封性要符合其應用的環境。根據管道(dào)控制的對(duì)象（即氣體和液體）選擇具有不同密封性和強度的閥門。由于流體類型的差異，它們在相同環境中的壓強是不同的。因此閥門的選擇應考慮到強度和密封性。第二，在選擇閥門時(shí)應當考慮調節功能(néng)、動作功能(néng)是否能(néng)滿足水電站工作的需要。第三，在應用閥門時(shí)要根據閥門的材料、結構、公稱通徑等特性將(jiāng)其安裝在合适的系統管道(dào)内。
根據水電站不同系統管道(dào)的需要，選擇相應規格和功能(néng)的閥門。例如：在具有冷卻和潤滑功能(néng)的透平油系統、具有控制液體壓力功能(néng)的液壓啓閉油氣系統、具有絕緣和散入用途的油系統中三個系統所需要的閥門是不盡相同的，應當根據實際需求選擇合适的閥門。
2 典型閥門在水電站的應用
2.1 截止閥在水電站氣壓系統管道(dào)中的應用
水電站氣系統管道(dào)對(duì)閥門的密封性和強度具有較高的要求，同時(shí)截止閥具有較強的密封性、方向(xiàng)性，因此它可以應用于水電站中壓或者低壓氣系統中。它的工作原理是：截止閥中有一個閥瓣，這(zhè)個閥瓣的形狀呈塞性。閥門的密封面(miàn)是一個平面(miàn)或者錐面(miàn)，當有氣體流經(jīng)閥門時(shí)，閥瓣是沿著(zhe)氣體的中心線運動的。通過(guò)閥瓣的開(kāi)啓高度可以判斷流量以及閥門的開(kāi)啓程度。當閥瓣的開(kāi)啓高度是公稱半徑的1/4時(shí)，那麼(me)閥門已經(jīng)開(kāi)到最大了。該閥門因爲構造簡單所以具有成(chéng)本低、維護和修理便捷的特點。同時(shí)它具有較強的密封性能(néng)，工作時(shí)間長(cháng)的優點。由于水電站氣系統中的管道(dào)長(cháng)度較長(cháng)，造成(chéng)管道(dào)内氣壓強，截止閥良好(hǎo)的密封性和強度應用于氣系統管道(dào)中是非常合适的。但是當流體阻力過(guò)大時(shí)，開(kāi)啓或關閉閥門用力較大，因此流體中如果有雜質是不能(néng)用該種(zhǒng)閥門的。
2.2 圓筒閥在水電站導水系統中的應用。
圓筒閥是應用于水輪機中的進(jìn)水閘門。它的安裝位置在固定導葉和進(jìn)水導葉中間，替代傳統系統管道(dào)上的蝶閥和球閥。該閥門由于結構較複雜、閥門規格大、剛度不好(hǎo)的原因，對(duì)安裝的條件有較高的要求。由于該閥門在完全關閉時(shí)具有很強的密封性，因此在多泥沙的水電站中可以使用，它能(néng)防止導水機因泥沙的磨損造成(chéng)的工作壽命縮短和損壞。
2.3 閘閥在水電站冷卻油系統中的運用。
閘閥由于其在完全關閉時(shí)閘闆和閥座兩(liǎng)者的密封面(miàn)是完全密合的，像一面(miàn)光潔的平闆，因此也稱它爲閘闆閥。由于它具有密封面(miàn)完全切合的特點，可以有效阻止流體從其中通過(guò)。它的閘闆是開(kāi)啓和關閉閥門的部件，流體的流向(xiàng)和其閘闆的運動方向(xiàng)是相垂直的，因此該閥門不能(néng)調節流體的流量，隻能(néng)完全截斷流體，或者是完全打開(kāi)讓流體經(jīng)過(guò)。當流體的流量較小時(shí)，閘閥的關閉和開(kāi)啓是比較容易的。并且在流體雙向(xiàng)流動時(shí)也可以利用閘閥。在完全開(kāi)啓狀态下閘閥的密封面(miàn)不會(huì)受到沖蝕，因此該類型閥門應用的範圍較廣泛。但是在關閉狀态下閥門的密封面(miàn)容易受到流體沖擊而造成(chéng)腐蝕，并且該類型的閥門構造較複雜，因此一旦閘閥需要修理，修理的工作將(jiāng)會(huì)比較複雜和困難。同時(shí)當流量非常大時(shí)，閘閥需要較大空間和較長(cháng)時(shí)間進(jìn)行開(kāi)閉動作。在水電站油系統中閘閥得到廣泛應用，水電站中對(duì)油壓系統的冷卻（推力軸承油系統、水導軸承油系統等）大多利用閘閥對(duì)系統管道(dào)内的流體進(jìn)行截流。在使用閘閥時(shí)，閥門的開(kāi)啓程度需要靠閥杆的實際長(cháng)度判斷，這(zhè)種(zhǒng)判斷往往不是很精确。在開(kāi)啓閘門時(shí)閥門擰轉到最大位置，則爲閘閥的完全開(kāi)啓位置。
2.4 蝴蝶閥在水電站油氣系統的運用
蝶閥的蝶闆形似蝴蝶并能(néng)旋轉，蝶閥的開(kāi)啓和閉合需要蝶闆的工作才能(néng)完成(chéng)。當有流體流經(jīng)閥門時(shí)蝶闆圍繞著(zhe)軸線運動，該種(zhǒng)閥門的開(kāi)啓和閉合程度和蝶闆旋轉的角度相一緻的。在設計時(shí)該閥門和閥杆不能(néng)自行鎖定，往往在蝶杆上安裝渦輪減速器增加蝶閥自鎖功能(néng)，這(zhè)樣(yàng)能(néng)實現對(duì)蝶閥的控制。即根據實際需要通過(guò)蝶閥控制流體的流量。由于蝶閥構造簡單、尺寸小、重量小，在維修和操作上都(dōu)非常方便。同時(shí)由于蝶閥的結構特點，它的密封性不好(hǎo)、強度不強，因此不适用于對(duì)密封性和強度有極高要求的系統管道(dào)内。
由于水電站由各個不同的系統組成(chéng)，其采用蝶閥的規格也不一樣(yàng)。機組軸承需要散熱和冷卻，需要管道(dào)傳送冷卻水對(duì)軸承進(jìn)行散熱和油的冷卻。利用蝶閥調節性強的特點將(jiāng)其利用在冷卻系統管道(dào)中。
2.5 球閥在水電站系統管道(dào)中的應用
球閥的特點正如其名字一樣(yàng)，它是用一個球體作爲閥門開(kāi)啓和關閉的部件，操作該閥門的閥杆時(shí)實現閥門的開(kāi)啓和閉合。該閥體（球體）有一個小孔，球體圍繞著(zhe)軸線運動。因此在水電站設備和管道(dào)的連接中球閥使用得比較廣泛。由于球閥構造簡單、重量輕，因此便于維修。 同時(shí)球閥具有較強的密封性、安全可靠，所以在水電站圓筒閥油壓系統中運用球閥是比較多的。由于在圓筒油壓系統會(huì)産生較大的壓力，如果該系統出現故障就(jiù)需要運用該種(zhǒng)閥門關閉管道(dào)，同時(shí)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理；或者發(fā)生事(shì)故時(shí)將(jiāng)事(shì)故隔離起(qǐ)來。所以油壓系統閥門需要由設計精密、制造工藝高的專業閥門制造商提供。
