中国水利水电第十一工程局安装分局，河南三门峡 472000
摘要：古学水电站两台机组设置了两台双密封蝶阀，施工单位非常重视这台双密封蝶阀的安装工作。保证两台蝶阀快速高质量的安装到位，对今后水电站稳定运行有很大的作用。本文对水轮机进水上密封蝶阀的特点做了介绍，重点介绍了蝶阀的安装技术。
关键词：水轮机；蝶阀密封；安装
1 概述
近年来小型水电开发项目逐渐增多，水电设备的规格和性能也在不断的提高。古学水电站采用的是一管两机的引水形式，每台机组配备一台双密封蝶阀。这样的布置形式相对于各配备一台单密封蝶阀的特点是，在机组检修时，可以不用排空整个引水管路的工作介质，减少的停机损失。
2 国内外蝶阀应用情况
上世纪40年代，德国开始将蝶阀应用在水轮机上。我国从上世纪50年代开始一直使用苏联的设计理论进行水电站的设计。到了80年代，我国开始把一些新型的蝶阀与其成套的设备引入国内，由于蝶阀尺寸小、重量轻、价格低廉，操作方便等特点，应用十分广泛。
3 双密封蝶阀介绍
3.1 密封原理
双偏心密封蝶阀以单偏心蝶阀为基础，将碟板的旋转中心与阀体中心偏移一定的距离，这样在蝶阀的开启过程中，碟板的密封面相对于单偏心密封蝶阀会更快的脱离阀座。蝶阀完全开启时，蝶板密封面与基础密封面会形成一个更大的间隙，这样便大大降低了两密封面之间的挤压和磨损，蝶阀的寿命更长。其密封原理属位置密封构造，即蝶板与阀座的密封面为线接触，通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果，故对关闭位置要求很高。
3.2 密封结构
蝶阀的双密封组件主要由蝶板、阀体、动密封环和橡胶圈等组成。装在阀体下游侧的为工作密封副，装在阀体上游侧的为检修密封副。工作密封副一般由阀体不锈钢圈与嵌入蝶板的橡胶圈组成，可通过调节螺钉调节其密封效果，用于截断管道内介质。检修密封副一般由可移动的阀体不锈钢圈与蝶板不锈钢圈组成。检修密封副平时不工作，当下游侧工作密封副的橡胶圈老化或磨损需调整更换时，检修密封副的移动金属密封圈通过介质驱动（为防止下游污染，一般采用水压驱动，水源来自压力钢管，同时需配置高压水泵和过滤器）进入工作位置，截断阀前管道内介质。
3.3 蝶阀特点
蝴蝶阀具有很好的水力切断性能，阀杆处的漏水量也较少，调节性能良好，流通量高，耐腐蚀，尺寸小重量轻，价格低廉。缺点是影响流水的流态，造成水力损失。
4 实际安装过程
4.1 主要实际尺寸校核
蝶阀经过物流达到安装场地后，将蝶阀转移至安装间。然后组织安装人员对到货蝶阀主要尺寸进行测量，并且测量好蝶阀的主要管口直径。
根据厂房吊物孔的实际尺寸，确定合适的蝶阀部件组合方式。古学水电站中，安装间的吊物孔尺寸为5000mm×2100mm，而水轮机层吊物孔尺寸为5000mm×2000mm。由于厂家到货时主阀体和上游延伸段组装到货，其组合长度尺寸为2100mm，实际吊装过程中需要将阀体和上游延伸段分开。在拆卸检修密封时，首先将检修密封投入机构的传动装置、导向装置、指示装置按逆时针方向依次编号，然后按照常规方式拆装相关零件。拆卸完毕后，用汽油清理组合面。组装时将O型密封圈粘在相应安装位置以便吊装。然后将伸缩节调整到最短尺寸，同时计算在此位置时整个蝶阀的实际尺寸L，阀体中心到下游延伸段焊接端面距离Lc，阀体中心到上游延伸段焊接端面距离Ld。即Lc+Ld=L。
4.2 主要数据测量及管路修整
由于吊物孔的限制，本文所有的数据都是基于如下的安装顺序得出：下游延伸段与伸缩节组合→上游延伸段→蝶阀主体。
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一般情况下，上下游管道中心线不在同一高程上，存在一个高程差A和水平面位置差E。在确定蝶阀基础实际高程Hs时就需要在实际高程H的基础上加上A/2，即H+A/2=Hs。实际基础水平中心线要加上E/2的修正值。基础的其他安装要素按照图纸确定即可。
4.3 蝶阀实际吊装
在蝶阀吊装前，将上下游钢管修整完毕以后可在钢管底部焊接两个挡块，起到支撑作用。桥机吊装时在吊物绳的一侧设置一个5吨导链。吊装过程以下游延伸段为例，首先将下游延伸段吊放在挡块上，桥机仍带上一定的力，然后用预先设置在吊钩上的导链将下游延伸段进行一定的旋转操作，使下游延伸段达到正确的安装位置，最后在下游延伸段和下游侧钢管间焊接使下游侧钢管和下游延伸段连接起来。利用拉紧器将延伸段和下游钢管合缝，同时通过调整拉伸器保证延伸段端面的垂直度不大于1mm/m。一切调整到位后，剩下的工作便是将整个吊物固定，然后桥机去钩撤离。
按照本次古学水电站蝶阀的吊装顺序，在蝶阀上下游侧延伸段到位后，还需要复核最后的蝶阀主体吊装预留尺寸，使得蝶阀主体有足够的空间进行合理的吊装作业。如有不合适情况，可通过修整压力钢管调节拉紧器进行调整。
在主阀体吊装到位，连接螺栓把紧之后，还需要校核整个蝶阀的水平度，垂直度等基本参数。一切合格后便可进焊缝压制和焊接。
4.4 蝶阀焊缝压制及焊接
蝶阀上下游由于混凝土浇筑时的受力不均，往往会呈现出椭圆的状况，这时候就需要对两侧钢板进行对缝。可采用L型钢板与千斤顶进行操作。
最后严格按照焊接规范的要求进行施工作业，此时伸缩节的固定螺栓应该全部放开，否则焊接变形可能使得伸缩节受损。
焊接时，上下游焊缝分别进行焊接。一般先焊接上游侧焊缝，因为蝶阀中心线和蝶阀基础中心线不在同一个竖直的平面中。蝶阀中心线要向上游侧偏离100mm，这样在使用中可以有效降低地脚螺栓的受力，增加蝶阀的可靠性。焊接时由于焊缝的收缩引起的蝶阀平移对蝶阀可靠性的影响便可通过先焊接上游侧降低到最低。同时每一道焊缝又是一道直径为3000mm的环形焊缝，对于大直径的焊缝，我们应该遵循的焊接原则是：先纵缝再环缝，并且焊接时对母材进行预热。
4.5 蝶阀附件安装
蝶阀附件如：蝶阀启闭液压缸、排气阀、排水管等的安装。如果蝶阀主体安装要素控制较好，附件根据蝶阀实际位置参数，按图纸要求安装即可。
5 安装总结
古学水电站蝶阀安全、快速、高质量的完成安装离不开安装要素的准确测量，最后测得蝶阀水平度为1mm/m，垂直度为0.5mm/m完全满足设计要求。
双密封蝶阀在机组停机维护和事故停机时有效的减少了停机损失。在安装过程中主要尺寸的确定关系到蝶阀最后的安装效果，必须在安装前做好充分的测量和计算。整个安装过程中，合理的吊装顺序和方法也是蝶阀快速吊装到位的重要因素。主要管路的准确安装到位及预埋部件位置的准确性，为后续“快速、准确、高质量”安装起到决定性作用。
双密封蝶阀在国内水电站中的应用越来越广泛的应用，其高效可靠的特性也必将为水电行业的发展做出贡献。安装调试技术也应该得到施工单位的重视。
参考文献：
[1]郑源 水轮机 〔M〕 北京：中国水利水电出版社，2011
[2]GB∕T14478－93，中小型水轮机进水阀基本技术条件〔S〕
[3]陈树林，刘丽华 中小型智能化控制设备蝶阀成套装置研制〔J〕，阀门，2008〔3〕
论文作者:王虎林,陈亚东
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：蝶阀论文; 下游论文; 阀体论文; 延伸段论文; 水电站论文; 水轮机论文; 尺寸论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;