蝶阀关闭故障分析及处理方法关键词：蝶阀；关闭故障；原因分析；处理方法1故障蝶阀概况芹山水电站釆用PDF130-WZ-280型蝶阀，系卧式双平板活门结构蝶阀总装包括阀体、活门、工作主密封、轴承、转臂、接力器、锁定装置、 重锤和旁通阀等蝶阀阀体采用铸焊整体结构，阀体与工作密封圈接触处 采用不锈钢材料，延长了密封圈的使用寿命并提高了密封性能阀门的密 封设在下游侧，密封面采用斜面结构，因而冇很好的密封性能阀体的底 部有8条地脚螺栓作为固定阀体用，能承受接力器向上推力和动水作用 在活门上的向上分力，而不能承受活门全关吋的水推力为增加活门在动 水关闭时的自关闭力矩，活门与阀体均按偏置设计，其儿何中心与转动中 心偏移50mm, 了关闭的可靠性阀门的主丁作密封采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，为了保证密封圈可调 和且调节后定位，设有锁紧螺钉加以固定阀轴采用40Cr锻钢材料，与 轴承和轴端密封接触处采用镀鎔保护，与活门采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(ZCuAllOFe3),轴端密封釆用U 形支承环密封圈，密封力可调，更换方便该阀布置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，活塞杆表面镀鎔 处理。
活塞与缸体问密封釆用O形圈与聚四氟乙稀组合式密封圈；接力 器缸内设冇二段关闭装置和节流缓冲结构，外部采用高压软管连接控制系统蝶阀的开启采用FYZ阀门液压控制装置供油，推动接力器 把活门和重锤至全开后采用油压锁锭，锁锭油源來自于调速器油压装置 当机组发生事故或需正常停机时，切换锁锭油源脱开，蝶阀依靠自身所配 置的2个重锤（各3.5 t ）和水力作用至活门全关，起到切断水流和保护 机组的作用2故障现象芹山水电站蝶阀于2000年3月投人运行，运行至2002年3月， 发现在关闭蝶阀过程中，当蝶阀关闭至全行程的约95%时，蝶阀转臂（重 锤）停止下落，蝶阀不能自行到达全关位置这与蝶阀只能在全开或全关 2个位置相矛盾，蝶阀位置处于不定态，造成漏水量较大，引起较强的噪 声，给水电站的检修运行带来了较大的安全隐患3原因分析3.1油管路方面出现这种现象有可能是由于冋油管路排油不畅引起接力器关侧油腔 油未排尽，由此造成接力器活塞不能完全回复至全关位置，导致蝶阀转臂 下落不能到达最大行程，引起蝶阀关不到全关位置就此对操作油管路进行检査，对于管路上的油阀门进行分解检查，确 保操作油管路畅通无阻3.2接力器结构为了降低在关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关闭装置，即节流缓冲结构。
对接力器节流缓冲结构进行清洗并对接力器节流阀进行调整，加大节 流阀开口，使回油的流量变大，节流阀前、后的压差变小，冇利于接力器 活塞的下落同时，检查发现接力器活塞杆表面镀珞层完好，无锈蚀卡涩 迹象用以上2种方法进行处理后，没有明显的效果，说明蝶阀不能到达 全关位置的原因与操作系统（操作管路及接力器装置）无关3.3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 力矩为了防止泥沙淤积妨碍阀门开启，蝶阀下缘逆水流关闭，动水力矩M 总是趋向使活门关闭，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方向向上活门关闭时，水完全静止，活门上承受静水压力由于活门上、下的 位置差异，静水压力的作用中心在活门中心线以下，这样，对于卧轴蝶阀 活门，就产生了使活门转动的静水力矩在芹山水电站中，蝶阀处于接 近全关的位置不能正常关闭在阀门操作中，操作机构各转动销轴处均存在摩擦力和摩擦力矩英 中，阀轴与轴瓦间的摩擦力和力矩是主要的，其数值占据总的摩擦力降摩 擦力矩的绝大部分根据设计工况，阀轴和铸铝青铜的摩擦因数一般取拜U=0.15,所以 在最高水头121.5m时，蝶阀可以靠本身配置的重锤进行自动关闭。
而耍 出现蝶阀不能自动关闭现象必须的条件是U >0.27因此可以得出以下结 论：芹山水电站#1、#2蝶阀在运行2年以后，在关闭时出现了不同程 度的关不到全关位置的现象我们分析认为，出现这种情况的原因冇以下2点:（1） 蝶阀在经过2年多的运行后，阀轴和轴承之间冇可能出现泥沙 沉淀，导致阀轴和轴承之间的间隙减小，轴承摩擦因数增加在阀门的关 闭过程中，当活门接近全关位置时，活门上、下游之间形成一个压差，这 个压差会在阀轴上产生一个阻碍关闭的力矩，这个阻力矩与轴承的摩擦因 数成正比，当阻力矩大于阀门关闭力矩时会出现上述现象2） 轴承经过一段吋间运行后，轴承润滑面可能冇腐蚀，轴承出现 了磨损，摩擦因数增加，也会导致上述现象4处理方法（1） 改变关闭蝶阀的操作程序在关闭蝶阀的同吋，打开旁通阀， 在关阀结束后，再关闭旁通阀这样，可以让蝶阀在关闭过程中前、后水 压始终平衡，消除了关阀过程中蝶阀上、下游之间的压差，大大降低了关 闭时的摩擦阻力，使关阀能顺利进行，而且可以减少轴承润滑面的磨损, 增加蝶阀轴承的使用寿命2） 现配置的2个重锤的侧面各预留冇4个M30的螺孔，可在重 锤上加一些钢板，然后用螺丝紧固。
这样就增加了重锤的质量，从而增加 蝶阀关闭吋的重锤力矩，使蝶阀在轴承摩擦系数增大吋也能顺利关闭在以上2种方法中，如果釆用第2种方法进行改造，蝶阀可在一段 时间内比较顺利地自行关闭，但运行时间长了以后，随着泥沙在阀轴和轴 承之间的沉淀和轴承润滑面的进一步磨损，摩擦因数增大引起摩擦阻力越 来越大，蝶阀有可能又不能自行关闭，甚至需更换新轴承因此，在考虑 到处理上述问题的难度和电站的安全经济运行，在采用了修改蝶阀关闭流 程的方法，如图1所示（图中灰色为改进增加流程部分）图1改进后的蝶阀关闭流程5实际应用情况芹山水电站蝶阀关闭流程经过改进后，在关闭的同时开启旁通阀，对 阀后充水蝶阀在上、下游无水压差的情况下关闭在此过程中，基木消 除了作用在活门上的静水力矩，同时，大大减小了阀轴的摩擦力矩实践 表明，改进后蝶阀运行稳定，自行关闭正常，关闭效果良好同吋考虑 到机组过速时，因调速器主配压阀拒动，需使蝶阀关闭来防止机组过速 在这种方式下，为防止由于关闭蝶阀时开旁通阀造成机组转速升高，在过 速保护装置动作油管路中，并一油管至调速器事故电磁阀当过速保护装 置动作时，事故电磁阀也动作，调速器主配压阀快速朝关侧动作，关闭导 叶，防止机组飞逸。
6结束语应用该关闭流程的蝶阀，由于在关闭时蝶阀前、后水压平衡，受静水 压力较小，大大减少了阀轴的摩擦力矩，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检修周期，同时也保证了蝶阀的稳定运行, 确保了水电站的安全经济运行若在含泥沙量较大的水电站使用蝶阀，最好不耍釆用该种带自关闭装 置的蝶阀，因为采用带自关闭装置的蝶阀，运行时间长了以后，随着泥沙 在阀轴和轴承之间的沉淀和轴承润滑面的磨损，轴承摩擦因数增大引起摩 擦阻力越来越大，蝶阀最终将不会自行关闭这必将增加蝶阀检修次数, 减少蝶阀使用寿命，不利于水电站的安全经济稳定运行全文完）。