• 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 行业动态>
  • 大型蓄能机组球阀下游密封检测方式优化
    发布日期:2016-1-25


    摘 要:介绍电厂机组球阀和球阀密封的作用,分析了广州蓄能水电厂球阀下游密封检测方式和存在问题,提出了球阀下游密封检测方式优化方案。通过优化球阀下游密封投退位置检测方式,减少了因传感器安装不到位导致传感器损坏的可能性,有效防范了因传感器故障而影响机组运行的事件,大大降低设备故障率和维护风险,提高机组启停成功率。

    本页关键词:进口球阀-进口电动球阀-进口气动球阀

    0 前言

    在水轮机过水系统中,装置在水轮机蜗壳前的阀门通称水轮机进水主阀。常用的进水主阀有两种,一种是蝴蝶阀,常用于200m以下水头的电站;另一种是球阀,适用于水头在200m以上的高水头电站。蝶阀的外形尺寸小,构造简单,重量较轻,造价便宜,但其活门对水流流态有一定的影响。球阀关闭严密,漏水量小,全开时水力状况良好,几乎没有水力损失,但其体积大,结构复杂,质量大,造价高。广州蓄能水电厂(简称广蓄电厂)总装机容量2400MW,分为A厂和B厂,各安装4台300MW的水泵水轮发电机组,是我国自行设计和施工的第1座高水头、大容量的抽水蓄能工程。广蓄A厂和B厂是采用1洞4机引水方案的大型抽水蓄能电站,在水轮机蜗壳前必须设置球阀。

    1 球阀密封简介

    广蓄电厂机组球阀为横轴式双密封结构,主要由阀体、阀芯、密封装置和操作机构等组成。密封由嵌入阀体内侧空腔内的活动密封环与相邻阀芯上的固定密封环组成。当球阀关闭时,通过来自上游钢管的水产生的压力,使不锈钢活动密封环在嵌入阀体的铝青铜表面滑动,使其接触或分离固定密封环,从而起到投、退密封的目的。

    球阀上、下游侧各有1套密封。上游密封为检修密封,手动投退,带有机械锁锭装置。其作用:当需要检修下游密封或阀芯轴封时,投入上游密封及其锁锭装置,无需排空上游水道;当机组转动部份需维护或需进入尾水管时,投入上游密封及机械锁锭,做为安全隔离措施。下游密封为工作密封,自动液压操作。其作用:机组停机时,在球阀关闭后,该密封投入,密封上游水道漏水,减少水量损失。

    2 球阀下游密封位置检测现状

    球阀开启前,下游密封先退出;球阀关闭后,下游密封再投入。球阀下游密封位置反馈信号,直接关系球阀是否能正常开启,从而影响机组能否成功开停机。目前,广蓄电厂机组球阀下游密封投退位置通过一专用传感器进行探测,该传感器为接近式涡流探头,直接安装在球阀下游密封活动环附近,其最大有效探测距离为1.5mm。下游密封位置传感器安装时需用专用工具从外向里旋转安装至探测孔。由于安装环境和传感器探测距离限制(经与厂家咨询,高压环境下,涡流式传感器的最大有效探测距离只能到1.5mm),安装完成后,不能用肉眼直接判断传感器安装实际情况,也不能采用工具测量传感器安装位置与下游密封活动环之间的距离,因而不能较好地评估下游密封位置传感器具体安装情况。通过目前的检测方式,不能很好的判断球阀下游密封是否投退到位,可能导致机组启停失败。

    经过统计,2002年1月至2013年12月,因球阀下游密封位置传感器引起的故障共有24起。由于设计原因,目前球阀下游密封的检测方式不能有效判断下游密封投入退出状态,这直接影响机组开停机流程,降低机组可用率和开停机成功率。

    3 新的检测方案选择

    由于球阀下游密封位置传感器引起的故障已严重影响了机组启停成功率,针对该故障,提出了两种优化方案。方案1,在球阀下游密封投入腔和退出腔增加检测球阀下游密封投退腔压力的传感器,通过压力变化情况间接判断球阀下游密封是否退出。方案2,在基本不改动球阀下游密封投入腔铜环和球阀法兰的基础上,将在球阀伸缩节法兰上原球阀下游密封位置传感器安装孔旁焊接球阀下游密封位置传感器探测装置。将新的球阀下游密封传感器安装位置移至固定装置,利用活动杆原理将球阀下游密封位置传感器的探测目标由球阀下游密封退出腔铜环移至活动杆末端,接近式位置传感器探测的活动杆末端的位置就等同于探测下游密封的位置。采用这样的探测方式,优化了下游密封传感器的拆装,使得传感器的安装位置可视化并可精细调整。

    方案1采用检测压力间接判断球阀下游密封是否退出,施工简单,但不是直接检测下游密封的投退位置,存在判断不准的情况。方案2未改变原先设计的检测方式,能可靠准确判断下游密封是否退出。由于球阀下游密封未完全退出时球阀开启,球阀阀体将与下游密封碰撞,可能导致球阀阀体和密封受损,后果相当严重。因此,准确检测球阀下游密封是否完全退出意义重大,而通过传感器直接探测球阀下游密封位置方式最直接,检测结果最可靠。为了保证检测下游密封投退的准确性,最终选择方案2。

    4 下游密封位置检测方案

    方案2项目设计概图(见图1)说明如下:将球阀下游密封位置传感器探测装置安装至球阀下游密封位置传感器安装孔上,并将球阀下游密封位置传感器安装至固定装置。采用新设计的检测结构后,传感器移至球阀外部,不用工作在高压环境下,传感器采用新型号,最大有效探测距离为3.5mm。利用塞尺调整球阀下游密封位置传感器与活动杆末端的距离至2±0.5mm,即可完成球阀下游密封位置传感器的安装。球阀下游密封位置传感器活动杆首端紧靠着球阀下游密封退出腔铜环,当球阀下游密封退出时,活动杆移动而下游密封位置传感器探测至活动杆末端位置,送信号至球阀控制系统,参与机组控制。当球阀下游密封投入时,活动杆依靠弹簧力跟随下游密封退出腔铜环动作,下游密封位置传感器信号复归。球阀下游密封位置传感器固定装置分为3部分:铜环固定部分、法兰固定部分、传感器固定部分。法兰固定部分直接焊接在球阀法兰面原球阀下游密封位置传感器安装孔上,不可移动。法兰固定部分通过接触支撑铜环固定部分,而传感器固定部分通过螺纹固定在法兰固定部分上,铜环固定部分、传感器固定部分及活动杆可拆装。同时在铜环固定部分加装两个0型密封圈,活动杆的铜环位置部分亦加装两个0型密封圈,防止漏水。

    图1 球阀下游密封检测方式优化项目设计概图

    5 改造方案实施

    球阀下游密封检测方式优化改造方案确定后,在广蓄电厂5号机组检修期间开始实施。方案实施中,由于球阀法兰孔和下游密封固定铜环孔不同心,新的传感器铜环固定部分无法从法兰孔外侧装入,如果这种方法不可行,必须将球阀伸缩节和法兰拆下,工作量非常大。现场施工人员结合设备实际情况,分析球阀法兰孔的作用,决定将法兰孔适当扩大。采用该方案后,新的传感器铜环固定部分从法兰孔外侧顺利装入下游密封固定铜环,新的传感器圆满完成施工,为以后传感器的安装、拆除和维护节省了大量人力和时间。5号机组实施技改后,新的传感器工作稳定,大大提高了机组启停成功率。

    6 结语

    通过优化球阀下游密封投退位置检测方式,利用活动杆原理将原球阀下游密封传感器的探测目标由球阀下游密封退出腔铜环移至活动杆末端,优化了下游密封传感器的拆装与调整,减少了因传感器安装不到位导致传感器损坏的可能性,有效防范了因传感器故障而影响机组运行的事件,大大降低设备故障率和维护风险,提高机组启停成功率。改造后,技术人员维护该设备时,能大幅缩短传感器拆装时间,提高安装质量,也便于日常的检查巡视。

    文章链接:http://www.dghwvalve.com/

首页 | 公司简介 | 动态资讯 | 产品展示 | 阀门选型 | 工程案例 | 资料下载 | 客户反馈| 网站地图 | 联系我们

销售电话:020-32399500 图文传真:020-32398971  企业邮箱:leovalve@126.com
公司地址:广东广州黄埔区黄埔东路633  邮编:510700

网址:http://www.dghwvalve.com/

备案号:粤ICP备15070090号