水电站的阀门应用

【摘 要】阀门是保证水电站顺利工作不可或缺的重要部件，它控制着水电站各管道的工作。根据管道功能的不同采用与之相对应的阀门，使管道功能得到最大发挥。不同的阀门有着不同的结构和优劣点，因此根据管道的功能选择合理的阀门是实际工作中必须注意的。本文将结合水电站应用的典型阀门，浅析它们在水电站中的应用。 

　【关键词】水电站；典型阀门；油气系统；系统管道 

　　随着我国经济发展以及城市化的发展，我国对电力的需求急剧增长。这些趋势促使我国水电站的建设项目不断增多、建设规模不断增加。水电站管道阀门运用得是否合理直接关系着水电站的工作效能，因此研究先进水电站阀门技术、总结阀门维修和保养技术、弄清现有阀门的结构，对提高我国水电站阀门技术具有重要的意义。 

　　1 不同阀门应用于各类水电站系统管道中 

　　水电站除了发电机组以外还需要设计和建设辅助系统，辅助系统中阀门应用合理有利于保证发电机组的高效工作。针对不同的系统管道需要安装不同类型的阀门，阀门的主要作用是控制气体和液体的压力、流速、流动方向等。阀门可以有效避免管道中流体倒流的情况发生，同时根据工作需要截断流体、调整流体的流向，或者将管道内的压力控制在一定范围内。如果水电站需要泄洪，阀门可以根据工作需要将气体或液体进行分流和溢流处理。由于实际工作中系统管道的不同功能和所要控制流体类型的不同，它们对阀门的需求也不一样。 

　　阀门的选择应当遵循以下原则：第一，阀门的强度和密封性要符合其应用的环境。根据管道控制的对象（即气体和液体）选择具有不同密封性和强度的阀门。由于流体类型的差异，它们在相同环境中的压强是不同的。因此阀门的选择应考虑到强度和密封性。第二，在选择阀门时应当考虑调节功能、动作功能是否能满足水电站工作的需要。第三，在应用阀门时要根据阀门的材料、结构、公称通径等特性将其安装在合适的系统管道内。 

　　根据水电站不同系统管道的需要，选择相应规格和功能的阀门。例如：在具有冷却和润滑功能的透平油系统、具有控制液体压力功能的液压启闭油气系统、具有绝缘和散入用途的油系统中三个系统所需要的阀门是不尽相同的，应当根据实际需求选择合适的阀门。 

　　2 典型阀门在水电站的应用 

　　2.1 截止阀在水电站气压系统管道中的应用 

　　水电站气系统管道对阀门的密封性和强度具有较高的要求，同时截止阀具有较强的密封性、方向性，因此它可以应用于水电站中压或者低压气系统中。它的工作原理是：截止阀中有一个阀瓣，这个阀瓣的形状呈塞性。阀门的密封面是一个平面或者锥面，当有气体流经阀门时，阀瓣是沿着气体的中心线运动的。通过阀瓣的开启高度可以判断流量以及阀门的开启程度。当阀瓣的开启高度是公称半径的1/4时，那么阀门已经开到最大了。该阀门因为构造简单所以具有成本低、维护和修理便捷的特点。同时它具有较强的密封性能，工作时间长的优点。由于水电站气系统中的管道长度较长，造成管道内气压强，截止阀良好的密封性和强度应用于气系统管道中是非常合适的。但是当流体阻力过大时，开启或关闭阀门用力较大，因此流体中如果有杂质是不能用该种阀门的。 

　　2.2 圆筒阀在水电站导水系统中的应用 

　　圆筒阀是应用于水轮机中的进水闸门。它的安装位置在固定导叶和进水导叶中间，替代传统系统管道上的蝶阀和球阀。该阀门由于结构较复杂、阀门规格大、刚度不好的原因，对安装的条件有较高的要求。由于该阀门在完全关闭时具有很强的密封性，因此在多泥沙的水电站中可以使用，它能防止导水机因泥沙的磨损造成的工作寿命缩短和损坏。 

　　2.3 闸阀在水电站冷却油系统中的运用 

　　闸阀由于其在完全关闭时闸板和阀座两者的密封面是完全密合的，像一面光洁的平板，因此也称它为闸板阀。由于它具有密封面完全切合的特点，可以有效阻止流体从其中通过。它的闸板是开启和关闭阀门的部件，流体的流向和其闸板的运动方向是相垂直的，因此该阀门不能调节流体的流量，只能完全截断流体，或者是完全打开让流体经过。当流体的流量较小时，闸阀的关闭和开启是比较容易的。并且在流体双向流动时也可以利用闸阀。在完全开启状态下闸阀的密封面不会受到冲蚀，因此该类型阀门应用的范围较广泛。但是在关闭状态下阀门的密封面容易受到流体冲击而造成腐蚀，并且该类型的阀门构造较复杂，因此一旦闸阀需要修理，修理的工作将会比较复杂和困难。同时当流量非常大时，闸阀需要较大空间和较长时间进行开闭动作。在水电站油系统中闸阀得到广泛应用，水电站中对油压系统的冷却（推力轴承油系统、水导轴承油系统等）大多利用闸阀对系统管道内的流体进行截流。在使用闸阀时，阀门的开启程度需要靠阀杆的实际长度判断，这种判断往往不是很精确。在开启闸门时阀门拧转到最大位置，则为闸阀的完全开启位置。 

　　2.4 蝴蝶阀在水电站油气系统的运用 

　　蝶阀的蝶板形似蝴蝶并能旋转，蝶阀的开启和闭合需要蝶板的工作才能完成。当有流体流经阀门时蝶板围绕着轴线运动，该种阀门的开启和闭合程度和蝶板旋转的角度相一致的。在设计时该阀门和阀杆不能自行锁定，往往在蝶杆上安装涡轮减速器增加蝶阀自锁功能，这样能实现对蝶阀的控制。即根据实际需要通过蝶阀控制流体的流量。由于蝶阀构造简单、尺寸小、重量小，在维修和操作上都非常方便。同时由于蝶阀的结构特点，它的密封性不好、强度不强，因此不适用于对密封性和强度有极高要求的系统管道内。 

　　由于水电站由各个不同的系统组成，其采用蝶阀的规格也不一样。机组轴承需要散热和冷却，需要管道传送冷却水对轴承进行散热和油的冷却。利用蝶阀调节性强的特点将其利用在冷却系统管道中。 

　　2.5 球阀在水电站系统管道中的应用 

　　球阀的特点正如其名字一样，它是用一个球体作为阀门开启和关闭的部件，操作该阀门的阀杆时实现阀门的开启和闭合。该阀体（球体）有一个小孔，球体围绕着轴线运动。因此在水电站设备和管道的连接中球阀使用得比较广泛。由于球阀构造简单、重量轻，因此便于维修。同时球阀具有较强的密封性、安全可靠，所以在水电站圆筒阀油压系统中运用球阀是比较多的。由于在圆筒油压系统会产生较大的压力，如果该系统出现故障就需要运用该种阀门关闭管道，同时对故障进行及时处理；或者发生事故时将事故隔离起来。所以油压系统阀门需要由设计精密、制造工艺高的专业阀门制造商提供。 

　　3 结语 

　　在水电站的阀门应用中还存在一些问题，如；阀门质量不过关、阀门搭配不合理、阀门规格不对等。由于在建设水电站项目之中没有发现和及时解决这些问题造成事故频发。因此这就需要在设计和施工时精益求精，在阀门的选用上要科学合理。须知千里之堤毁于蚁穴，只有科学应用各类阀门、解决细节问题才能使水电站高效工作。除了选择合理的阀门外，在水电站运行时还需要相关工作人员对水电站的各类阀门进行定期维护和检修，从而提高水电站各类阀门的使用周期，避免因阀门问题造成的安全事故和隐患。同时也需要从事阀门研究的工作者在研究中将理论和实践相结合，理论指导实践、在实践中检验理论，以不断提高我国阀门研发水平和制造技术。 

　参考文献： 

　　[1]李其源，叶亚林，汤文桢.浅谈瀑布沟水电站的典型阀门应用[J].水电站机电技术，2010（6）. 

　　[2]汤景红.水力自控阀门在龙滩水电站的应用[J].红水河，2011（4）. 

　　[3]M.尼格尔，邓持恒.水电站泄水口阀门的设计与安装经验[J].水利水电快报，2013（11） 

　　[4]吴家国.造气油压自动阀门误动作的现象及处理[J].小氮肥，2013（4）. 

　　[5]李永恒.自动阀门应用中的误区[J].化肥工业，2011（6）.