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3.4 水輪機進水液控蝶閥技術(shù)規(guī)范

3.4.1 概述

（1） 本條款是對本工程的2臺進水液控蝶閥及其附屬設(shè)備的模型試驗、設(shè)計、制造、工廠組裝和試驗、設(shè)備交貨作出技術(shù)規(guī)定。

（2） 進水液控蝶閥及其附屬設(shè)備應(yīng)用的材料、材料試驗、工作應(yīng)力、工藝、焊接、檢驗和其他一般技術(shù)要求可以滿足本條款的規(guī)定。

（3） 進水液控蝶閥及其附屬設(shè)備包括：

進水閥、操作機構(gòu)（液壓操作）、伸縮節(jié)、湊合節(jié)、旁通閥、檢修閥、旁通管路、空氣閥、排污閥、控制柜、自動化元件、設(shè)備之間的連接管路、附件、控制電纜、基礎(chǔ)螺栓、上下游側(cè)法蘭聯(lián)接所需的全部螺栓、螺帽、填料、墊圈、墊板以及裝拆和維護的專用工器具、備品備件等。

（4） 標準及規(guī)范

下列標準及規(guī)范是賣方必需遵守的：

賣方在設(shè)備設(shè)計、制造、安裝中應(yīng)在上述標準中，優(yōu)先采用中華人民共和國國家標準，在國內(nèi)標準缺項或不完善時，可參考選用相應(yīng)的國際標準或其它國家標準。

（5） 賣方提供的圖紙和資料

1） 賣方在訂貨合同生效后的45天內(nèi)，向江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院提供下表中的圖紙。這些圖紙應(yīng)比投標文件的圖紙更完善，包含了在簽訂合同過程中已澄清的內(nèi)容，并作為設(shè)計聯(lián)絡(luò)會議的基本文件。

2） 賣方依據(jù)合同的規(guī)定，向買方提供圖紙資料。但買方或江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院對圖紙資料的認可，并不免除賣方的技術(shù)責任。

3） 本條款所列圖紙和資料目錄是賣方至少應(yīng)提交的，并不代表是全部。買方視情況有權(quán)提出所需的其他圖紙和資料，賣方不得拒絕。

賣方正式提交審查的資料均應(yīng)由賣方授權(quán)代表簽署和單位蓋章。所有資料上應(yīng)標明“江西省鷹潭市花橋水利樞紐工程施工圖專用”字樣。

賣方需提交的技術(shù)文件

3.4.2 承包范圍

進水蝶閥的承包范圍為2臺套水輪機進水液控蝶閥及其附屬設(shè)備的供貨和相應(yīng)的備品備件、專用工具、技術(shù)資料以及有關(guān)的技術(shù)服務(wù)等。

招標范圍包括上述設(shè)備的設(shè)計、制造、出廠前試驗、包裝、運輸至工地買方指定地點、參加現(xiàn)場開箱檢查；提供安裝、調(diào)試指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)；參與現(xiàn)場試驗、特性試驗、試運行和驗收；產(chǎn)品技術(shù)文件編制和提交等。

進水蝶閥包括以下內(nèi)容：

1） 2套水輪機進水液控蝶閥及其操作機構(gòu)，基礎(chǔ)裝置與基礎(chǔ)螺栓，連接所需的全部螺栓、螺帽、填料、墊圈、墊板等。

2） 2套鋼制伸縮節(jié)。

3） 2套上、下游連接管及其連接件等。

4） 2套進水閥液壓站、操作油管路系統(tǒng)、電液控制設(shè)備（含控制柜）、電纜等。

5） 2套進水閥用的旁通閥、檢修閥及其附件。

6） 2套控制與監(jiān)測用自動化元件。

7） 1套專用工器具和備品備件。

3.4.3 型式和主要參數(shù)

型式：          臥軸雙平板液動蝶閥；

閥軸的布置方式：         臥式；

操作機構(gòu)型式和操作方式：  接力器型式和油壓操作；

閥門公稱直徑:         DN1400~DN1500（具體在設(shè)聯(lián)會上定）；

公稱壓力:            0.6MPa；

伸縮節(jié)公稱直徑：        同蝶閥；

旁通閥直徑:         ≥DN150；

空氣閥直徑：                   ≥DN150；

液壓系統(tǒng)工作壓力：    16MPa；

閥門的開啟時間:     60s～120s（可調(diào)）；

閥門的關(guān)閉時間:     60s～120s（可調(diào)）；

進水閥裝置控制方式：中控室遠控和現(xiàn)場操作兩種方式。

3.4.4 技術(shù)要求和運行條件

（1） 進水閥及其附件的設(shè)計工作壓力為0.6MPa。

（2） 進水閥的額定過流量約5.59m3/s。正常情況下，進水閥在機組導(dǎo)葉全關(guān)狀態(tài)下開關(guān)，非常情況下，進水閥可在機組導(dǎo)葉全開度開啟時動水關(guān)閉。

（3） 機組正常停機或檢修時進水閥應(yīng)能可靠而嚴密的關(guān)閉。關(guān)閉應(yīng)靈活、平穩(wěn)、準確。

（4） 進水閥開啟前，應(yīng)開啟旁通閥向閥后充水平壓，當閥兩側(cè)的壓力差不大于30%的最大靜水壓力時，進水閥應(yīng)能靈活、平穩(wěn)、準確的開啟。

（5） 在機組任何運行工況下（含機組處于最大飛逸工況），進水閥應(yīng)能在120s（可調(diào)）內(nèi)動水關(guān)閉，關(guān)閉時應(yīng)無有害的振動。

（6） 進水閥的活門只處于全開或全關(guān)位置，不作調(diào)節(jié)流量用。

（7） 進水閥應(yīng)有足夠的強度和剛度，能承受任何工況下可能產(chǎn)生的最大水壓及水壓試驗而不產(chǎn)生破壞及有害變形。上下游法蘭應(yīng)能傳遞出現(xiàn)的最大軸向力，閥殼配有堅固的底座能把全部垂直荷載包括延伸部件和水的重量、接力器拉力等安全地傳遞到混凝土基礎(chǔ)上。

（8） 進水閥底座應(yīng)容許鋼管的少量伸縮帶來的位移，底座底面與底板接觸面要加工光滑。

（9） 進水閥應(yīng)能手動和自動操作，可在現(xiàn)地和遠方監(jiān)控。

（10）進水蝶閥全開時的水流阻力系數(shù)應(yīng)小于0.15。

（11）進水蝶閥在電站最大靜水頭下，持續(xù)30min允許的最大漏水量Q≤0.16L/min。

（12）進水閥應(yīng)具有下列可靠性指標:

大修間隔期不少于10年；

退役前使用壽命不少于40年；

開關(guān)次數(shù)不少于10000次。

無故障連續(xù)運行時間18000h

可利用率99.6%

3.4.5 進水閥結(jié)構(gòu)和材料

3.4.5.1  閥體

（1） 閥體采用鑄鋼或鋼板焊接結(jié)構(gòu)制造，上下游用法蘭連接。為使閥體具有足夠的強度和剛度，在閥體外側(cè)設(shè)有雙肋板復(fù)式加強筋，保證在最不利工況下將閥體的變形控制在允許范圍內(nèi)。任何點的最大工作應(yīng)力不能超出本卷的規(guī)定。

（2） 閥體上軸承座為箱式結(jié)構(gòu)，軸承箱采用材質(zhì)不低于ZG25的鑄鋼件經(jīng)初加工后與閥體焊接在一起。軸承箱應(yīng)能承受在最不利工況下閥軸傳來的集中荷載。

（3） 主密封設(shè)在閥體下游側(cè)，利用活門關(guān)閉時承受的水壓壓緊實心橡膠密封圈，以提高閥門的密封性能。閥體上密封面采用材質(zhì)不低于1Cr18Ni9Ti不銹鋼層，保證在任何情況下不發(fā)生銹蝕。

（4） 閥體過水面應(yīng)進行機加工，并滿足有關(guān)規(guī)范對表面粗糙度的規(guī)定。

3.4.5.2  活門與閥軸

（1） 活門用鑄鋼或鋼板焊接制造，活門與閥軸采用螺栓連接�；铋T過流表面的形狀應(yīng)具有良好的水力特性，過流表面應(yīng)加工并滿足本卷對表面粗糙度的規(guī)定，以減小水頭損失和水力振動。

（2） 活門應(yīng)采用偏心結(jié)構(gòu)，具有必要的水力自關(guān)閉性能。

（3） 活門采用雙平板板桁架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件應(yīng)受力合理，并通過有限元分析計算，使最大工作應(yīng)力控制在本卷規(guī)定范圍內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)強度和可靠性。

（4） 活門密封采用優(yōu)質(zhì)高硬度實心橡膠圈，整體硫化，無縫連接方式，用不銹鋼壓板和螺釘固定在活門上。閥門所需密封比壓通過螺釘調(diào)節(jié)，并可在不拆卸閥體的情況下，檢修和更換密封圈。

（5） 閥軸采用鍛鋼制造，閥軸與軸承及軸頸密封接觸的部位堆焊不銹鋼，加工后不銹鋼厚度不小于5mm�；铋T與閥軸的連接采用螺栓預(yù)緊力及橫銷傳遞扭矩的連接方式。

（6） 閥軸密封應(yīng)具有自補償功能，并有有效的防泥沙進入的措施，密封材料采用具有高彈性、耐磨、成形好、自潤滑性好的復(fù)合材料或聚乙烯材料�？稍诓徊痖_閥殼的情況下更換活門軸頸密封。

（7） 在閥軸鋼套或轉(zhuǎn)臂上設(shè)有活門全開和全關(guān)位置信號器（開關(guān)量信號）。

3.4.5.3  軸承

（1） 軸承由軸瓦、鋼套、橡膠密封圈和壓墊環(huán)、軸承箱等組成。

（2） 軸承采用鋼背復(fù)合材料制造，應(yīng)具有自潤滑性能，不需外加潤滑油脂。

（3） 軸瓦內(nèi)外側(cè)兩端和鋼套外壁兩端應(yīng)設(shè)有密封圈。

3.4.5.4  操作機構(gòu)

（1）進水閥操作機構(gòu)由接力器、轉(zhuǎn)臂、鎖錠裝置、管路、節(jié)流閥和附件等組成。

（2）接力器為直缸雙向運行搖擺式，采用油壓操作，布置在進水閥一側(cè)或兩側(cè)，支撐在閥室底板上。

（3）為避免進水閥在動水關(guān)閉過程中引起振動，在接力器液壓系統(tǒng)中應(yīng)裝設(shè)可調(diào)式節(jié)流閥。

（4）進水閥活門全關(guān)位置應(yīng)設(shè)有可靠的鎖錠裝置。鎖錠裝置分為液壓式和機械式，液壓鎖錠裝置設(shè)有鎖錠投入和退出的狀態(tài)信號，除在現(xiàn)地顯示外，應(yīng)輸出至少一對狀態(tài)信號接點。鎖錠裝置的投入、拔出應(yīng)有現(xiàn)地和遠方控制，可由進水閥操作程序控制。鎖錠的動作必須準確、可靠，鎖錠未拔出，進水閥不能操作。

（5）機械鎖錠裝置必須有足夠的強度，能承受接力器的最大操作力。機械鎖錠裝置在進水閥全關(guān)后手動投入，保證閥后設(shè)備檢修時安全可靠。機械鎖錠裝置設(shè)有鎖錠投入和退出的狀態(tài)信號。

（6）操作機構(gòu)應(yīng)能保證在電站機組任何工況下和事故時動水關(guān)閉進水閥，保證閥后設(shè)備的安全。

3.4.6 進水閥附件

3.4.6.1  概述

進水閥附件指伸縮節(jié)、上游連接管、下游連接管、旁通管路與閥門、檢修閥等。

3.4.6.2  伸縮節(jié)

（1） 伸縮節(jié)為鋼制套筒式、免維護、零泄漏型，伸縮節(jié)裝設(shè)在進水閥下游側(cè)，公稱直徑同蝶閥，設(shè)計壓力為0.6MPa，伸縮量為10～20mm。

（2） 伸縮節(jié)與壓力鋼管采用焊接，與進水閥下游側(cè)采用法蘭連接。進水閥伸縮節(jié)應(yīng)拆裝方便，并應(yīng)有可靠的密封裝置，在電站安裝后伸縮節(jié)不得漏水。伸縮節(jié)不應(yīng)對水輪機進水管道和進水閥產(chǎn)生任何有害的軸向作用力。

（3）伸縮節(jié)下游側(cè)直接與蝸殼進口變徑管法蘭連接。

3.4.6.3  上游連接管

在進水閥上游側(cè)設(shè)置長約1.0m、直徑與進水閥相同的連接管，一端與閥體法蘭連接，一端與電站壓力鋼管焊接連接，具體長度以滿足現(xiàn)場實際需要為準。上游連接管公稱壓力0.6MPa，鋼管厚度及材質(zhì)應(yīng)與壓力鋼管相匹配，不需預(yù)熱即能在現(xiàn)場與其連接的壓力鋼管進行焊接。連接管流道上部應(yīng)設(shè)置壓力傳感器和旁通管接口。

3.4.6.4  旁通管路

（1） 進水閥應(yīng)設(shè)置一路直徑不小于DN150的旁通管路，布置在進水閥上側(cè)部。

（2） 旁通閥采用電動偏心半球閥。

（3） 若旁通管路跨過進水閥后的伸縮節(jié)，則旁通管路也應(yīng)設(shè)置伸縮節(jié)。旁通閥前設(shè)有檢修閥。檢修閥為偏心半球閥，渦輪傳動、手動操作。

（4） 在進水閥閥殼應(yīng)設(shè)支撐，支撐旁通管路。

3.4.7 進水閥控制系統(tǒng)

進水閥控制系統(tǒng)由液壓站和控制系統(tǒng)二部分組成。其基本原理是：液壓站通過油泵機組向蓄能罐充油而產(chǎn)生壓縮能或存貯液壓能，在電控指令和控制閥組的作用下，蓄能罐的液壓油經(jīng)液壓閥快速流向操作機構(gòu)，而將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，從而在驅(qū)動主接力器、鎖定接力器等過程中實現(xiàn)進水閥的動作功能。

3.4.7.1 液壓站（機械液壓系統(tǒng)）

進水閥的壓力油源的額定油壓不低于10MPa，事故低油壓為額定油壓的60%，操作油號為：L-TSA-46（GB11120）。

液壓站由油泵組、蓄能罐、回油箱、管路、閥門、表計、壓力繼電器、液位指示器、液位信號器、濾油網(wǎng)和附件等組成。

（1）油泵組

1） 液壓站應(yīng)有2臺相同的電動油泵，一臺工作、一臺備用，且互為主備用。每臺電動油泵每分鐘的供油量不應(yīng)小于接力器總有效容積的0.65倍，電動油泵由低起動電流的三相感應(yīng)電動機直接驅(qū)動，并可連續(xù)工作，電機絕緣等級為F，且具有良好的防潮性能。

2） 每臺油泵應(yīng)配有卸荷閥、安全閥、截止閥、止回閥。

3） 油泵應(yīng)既能單獨運行又能聯(lián)合運行，在聯(lián)合運行時，油泵應(yīng)能自動交替作主用泵，同時也能手動選定主用泵。當油壓降低時啟動主用泵，當油壓力繼續(xù)下降時自動啟動備用泵并發(fā)信號，油壓恢復(fù)正常值時自動停止工作泵和備用泵。為滿足控制要求，應(yīng)配置足夠數(shù)量的壓力繼電器。

4） 另配設(shè)一臺手動油泵作為調(diào)試和檢修備用，手動油泵的排油能在10min內(nèi)開、關(guān)進水閥。

（2）蓄能罐

1） 蓄能罐的總?cè)莘e應(yīng)不少于4.5倍進水閥接力器的總?cè)莘e，同時還應(yīng)滿足進水閥關(guān)-開-關(guān)三次動作，其中最后一次關(guān)閉不啟動油泵，壓力油罐尚存必須的油量和保持最低允許油壓的要求。

2） 蓄能罐的設(shè)計、制造、試驗、驗收和證明均應(yīng)按照ASME標準《鍋爐和壓力容器規(guī)程》第Ⅷ章第1部份的標準或GB150進行，最大允許工作壓力應(yīng)不小于系統(tǒng)最大運行壓力的1.2倍。

3） 蓄能罐應(yīng)配有壓力表、壓力信號器、帶有閥門的整套油位指示計、油位信號器、安全閥、供氣接口、充氣裝置，壓力信號器和油位信號器在油壓和油位變化時，能可靠地發(fā)出信號，自動保持油壓和油位都在設(shè)計范圍內(nèi)。

每只蓄能罐的底部還應(yīng)裝設(shè)排油管和排油閥。

（3）回油箱

1） 回油箱的容積應(yīng)能容納進水閥操作系統(tǒng)全部油量的1.2倍。

2） 回油箱內(nèi)回油區(qū)和凈油區(qū)間應(yīng)設(shè)有濾網(wǎng)，濾網(wǎng)應(yīng)便于更換和檢修�；赜拖鋺�(yīng)設(shè)油位指示器、油位信號器、加油口接頭和閥門、化驗取油樣閥門以及循環(huán)濾油用的接頭和閥門。

3） 回油箱應(yīng)無裂紋、裂縫或盲孔，所有焊縫要連續(xù)，并經(jīng)熱油滲透試驗合格，回油箱內(nèi)表面涂刷耐油漆，其外面涂刷防銹漆和面漆。

（4）管路與閥門

1） 機械液壓系統(tǒng)包括液壓站、控制柜、接力器之間的管路、閥門和管件。

2） 管路采用無縫鋼管和高壓軟管，剛性管路采用法蘭連接，與柔性管采用卡套連接，管路系統(tǒng)的公稱壓力應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)最大運行壓力的要求。

3） 整個管路系統(tǒng)的密封應(yīng)嚴密，保證不漏油。

3.4.7.2 電氣控制系統(tǒng)

（1） 進水閥及其附屬設(shè)備采用PLC控制，應(yīng)能在現(xiàn)地和遠方按規(guī)定程序自動或手動操作，設(shè)備的動作應(yīng)準確、可靠。PLC應(yīng)采用國際知名品牌，為工業(yè)級產(chǎn)品。

（2） 進水閥的開、關(guān)程序與機組操作程序相適應(yīng)，接受機組操作程序發(fā)出的開、關(guān)閥命令，并按設(shè)計程序程序執(zhí)行，應(yīng)能以一個命令脈沖完成從全關(guān)—（開啟旁通閥）充水平壓—拔出鎖錠—全開—關(guān)閉旁通閥；或者全開—全關(guān)—投入鎖錠的過程。

（3） 進水閥的PLC控制系統(tǒng)能實現(xiàn)與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的通信，其串行通訊接口宜采用RS485接口，最終方案在設(shè)計審查會上確定。

機組操作程序發(fā)出的開關(guān)閥命令，除了可以通過RS485串口與進水閥PLC通信以外，還需要有開關(guān)量硬接點并行聯(lián)通。

（4） 進水閥控制電源采用直流220V。

（5） 進水閥可在下述情況下開啟

1） 在機組正常開機程序中自動開啟；

2）根據(jù)需要可遠方或現(xiàn)地手動控制開啟。

（6） 進水閥可在下述情況下關(guān)閉

1） 在調(diào)速系統(tǒng)失靈，機組過速超過最大速率上升值5%和主配壓閥拒動機組過速115%，進水閥自動動水關(guān)閉；

2） 當進水閥和導(dǎo)葉之間的壓力水管、伸縮節(jié)、蝸殼破裂或排水閥、取水閥爆破或故障時，可根據(jù)需要手動緊急動水關(guān)閉；

3） 在機組正常停機程序中可根據(jù)監(jiān)控指令自動停機聯(lián)動關(guān)閉；

4） 根據(jù)需要可遠方或現(xiàn)地手動控制關(guān)閉。

（7） 進水閥液壓操作系統(tǒng)的壓力降至事故低壓力時，應(yīng)立即發(fā)出報警信號，而不應(yīng)自動關(guān)閉。

（8） 進水閥的開啟所需的差壓信號由裝設(shè)在上、下游連接管上的壓力傳感器提供。

（9） 進水閥開、關(guān)完畢后，應(yīng)自動關(guān)閉接力器壓力油總管，撤消接力器的油壓，依靠鎖錠或其他可靠的措施保持活門在全開或全關(guān)位置和必要的密封壓力。

（10） 進水閥及其附屬設(shè)備的開啟、關(guān)閉順序由賣方提供，經(jīng)買方工程師審查同意后確定，其電氣回路的程序編制、動作正確性等由賣方負責。

（11） 進水閥設(shè)置控制柜。控制柜內(nèi)裝設(shè)電磁操作閥、液壓操作閥、儀表、自動化元件、指示燈、手動按鈕、電氣端子、管路、閥門和電加熱器等。

（12） 進水閥設(shè)有行程指示器和行程傳感器，并有全開和全關(guān)位置的開關(guān)接點輸出。

（13） 進水閥控制柜上應(yīng)有下列信號、顯示、輸出接點以及儀表，帶*者還要求輸出模擬量DC4~20mA，將引至計算機監(jiān)控系統(tǒng)：

1） 進水閥全開、全關(guān)的位置信號；

2） 進水閥鎖錠投入與拔出的信號；

3） *進水閥上下游壓力差的差壓信號；

4） 旁通閥開關(guān)位置信號；

5） *蓄能罐內(nèi)油壓過高、過低和事故低油壓的報警信號；

6） 進水閥上、下游壓力；

7） 進水閥操作油壓；

8） 油泵交流電源消失故障信號；

9） *進水閥直流控制電源消失故障信號；

10） *備用油泵啟動信號；

3.4.8 工廠組裝和試驗

3.4.8.1  設(shè)備發(fā)貨前應(yīng)在廠內(nèi)對進水閥、旁通閥、旁通管及伸縮節(jié)等進行組裝，并對各主要尺寸和裝配尺寸進行檢驗，必要時加定位銷和裝配記號。

3.4.8.2  進水閥及其附屬設(shè)備承受水壓、油壓、氣壓的部分，除需在工地進行焊接的部分外，均需在廠內(nèi)參照“大中型水輪機進水閥門基本技術(shù)條件”進行水壓試驗。

3.4.8.3  進水閥活門的水密封焊縫應(yīng)作磁粉探傷或著色探傷試驗，保證水密。

3.4.8.4  進水閥在制造廠內(nèi)總裝后進行漏水試驗，試驗壓力為電站最大靜水壓力25.9m水柱，進水閥漏水量應(yīng)滿足性能保證值。漏水試驗時，閥門的軸頸密封不允許漏水。

3.4.8.5  旁通閥應(yīng)在0.6MPa壓力下進行水壓試驗，不允許滲漏。

3.4.8.6  伸縮節(jié)應(yīng)在0.6MPa壓力下進行水壓試驗，不得滲漏。

3.4.8.7  進水閥及其附屬設(shè)備工廠組裝和試驗項目見表3.4.8-1。

3.4.8.8  賣方應(yīng)及時將廠內(nèi)試驗報告、測量記錄、材質(zhì)合格證明等資料提供給買方監(jiān)理工程師審查，審查合格簽字后設(shè)備方可出廠。