白山抽水蓄能电站机组蝴蝶阀动水关闭试验分析

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关键词:摘要:为检验白山抽水蓄能电站2台机组蝴蝶阀在动水状态下关闭的可靠性,获得蝴蝶阀关闭规律和蝴蝶阀本体在关闭过程中的稳定性参数,确定蝴蝶阀关闭的安全系数,分别对2台机组蝴蝶阀进行了动水关闭试验,并给出了试验分析结果。                              白山抽水蓄能电站安装2台可逆机组,单机容量150MW,根据电站运行水头,选择进水...
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  • 摘要:为检验白山抽水蓄能电站2台机组蝴蝶阀在动水状态下关闭的可靠性 ,获得蝴蝶阀关闭规律和蝴蝶阀本体在关闭过程中的稳定性参数,确定蝴蝶阀关闭的安全系数,分别对2台机组蝴蝶阀进行了动水关闭试验 ,并给出了试验分析结果 。

                              白山抽水蓄能电站安装2台可逆机组,单机容量150MW,根据电站运行水头 ,选择进水阀型式为蝶阀。分别对2台机蝶阀进行试验研究是为了检验2台机蝶阀在动水状态下关闭的可靠性 ,获得蝶阀关闭规律(包括蝶阀操作力矩 、蝶阀水力特性、蝶阀关闭时间等)和蝶阀本体在关闭过程中的稳定性参数,确定蝶阀关闭的安全系数,
                                  1 蝴蝶阀结构
                              白山抽水蓄能电站Ø4200mm蝶阀为卧轴通流式、双平板 、偏心结构 ,主密封采用整圈的实心高硬耐油橡胶密封,密封紧量可根据需要进行调整。蝶阀的开启与关闭由直缸摇摆接力器操作,接力器活塞环采用德国进口复合密封 。上游侧设伸缩节与压力钢管焊接连接 ,伸缩节可移动法兰与阀体上游法兰用螺栓联接。此阀还设有旁通管路与空气阀等。
                                  2 试验目的
                                 
                              试验目的是检验蝶阀动水关闭的可靠性;测试蝶阀接力器开启过程中两腔操作油压的变化,计算蝶阀的操作力矩,判断动水关阀操作的正确性;测试蝶阀在动水关闭时的水力特性;测量蝶阀动水关闭过程中产生的最大噪声;测试蝶阀动水关闭过程中阀体前后水压(蜗壳压力和钢管压力)变化;分析阀体基础、接力器基础及阀体本身的振动变化趋势 ,以判断蝶阀动水关闭的安全程度 。
                                  3 主要测试参数
                                 
                              主要测试参数包括蝶阀接力器上下腔油压;蝶阀前后压力钢管内水压力;蝶阀接力器位移(可换算活门转角);机组功率;水头(上下游水位);机组转速;阀体轴向位移;阀体轴向、径向振动;阀体基础 、接力器基础的垂直 、水平振动;机组轴系振动摆度 。

                                  4 试验工况
                                 
                              试验工况定为:空载、50%额定功率、100%额定功率3个工况,试验顺序由小到大进行。每个工况机组保持稳定运行5~10min,并记录蝶阀关闭前的各稳定测试参数 ,随后记录蝶阀关闭过程中上述各参数的变化。
                                  5 力矩计算
                                 
                              蝶阀动水关闭力矩包括主动力矩(Mgz)和阻力矩(Mgr) 。主动力矩是动水力矩(Mds)和重锤力矩(Mzc)(含偏心力矩)之和;阻力矩为摩擦力矩(Mc) 、油缸力矩(Myg)、填料摩擦力矩(Mt)、密封面摩擦力矩(Mm)之和。用公式表示为
                                  Mgz=Mds+Mzd(1)
                                  Mgr=Mc+Myg+Mt+Mm(2)
                                 
                              蝶阀动水关闭时的安全系数定义:安全系数=(动水力矩+重锤力矩)/(轴承摩擦力矩+填料摩擦力矩+密封面摩擦力矩),用公式表示为
                                  Sn=(Mds+Mzc)/(Mc+Mt+Mm)(3)
                                  在蝶阀试验数据中,蝶阀开度均遵循以下定义:0°全关 ,90°全开。
                                 
                              油缸阻矩在计算关闭安全系数时不考虑 ,因为它随接力器下腔排油会降低的,在关闭过程中使蝶阀近似保持匀速运动 。
                                 
                              以上安全系数仅考虑在动水力矩与重锤力矩动水关闭,实际操作时接力器也要参与关闭 ,所以实际的安全系数要远远大于理论计算的安全系数。
                                  6 蝴蝶阀动水关闭时各测值趋势分析
                                 
                              蝶阀关闭过程中的主要参数变化趋势包括各工况下蝶阀接力器行程(转角) 、蝶阀前后水压、蝶阀接力器上下腔油压随蝶阀关闭的变化,此外还包括蝶阀轴向位移、蝶阀体的振动(垂直 、水平)、蝶阀基础振动(垂直、水平) 、蝶阀接力器基础振动(垂直、水平)以及机组三导(上导、下导 、水导)摆度。下面给出了2号机100%额定负荷时蝶阀关闭<

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