四川自高閥門的水輪機進水蝶閥公稱通徑選擇

1、一、前言一、前言水電站水輪機的進水蝶閥,安裝在水輪機前的蝸殼延伸管上,起保護水輪機的作用,其公稱通徑應(yīng)與蝸殼直徑相同,且應(yīng)與壓力鋼管直徑匹配。在GB/T14478-1993大中型水輪機進水閥基本技術(shù)條件中3.1規(guī)定:進水閥門與上下游壓力水管相連接處的閥體的通流內(nèi)徑(若二者內(nèi)徑不相同,則取小值。同時,JB/T9576-2000大中型水輪機進水閥門系列中的A6條也有相同的規(guī)定;根據(jù)該標準規(guī)定,進水蝶閥的公稱通徑以法蘭聯(lián)接處的較小值為準。在管道元件的通用標準GB/T1047-2005管道元件、DN(公稱尺寸的定義和選用中定義如下:除非在相關(guān)標準中另有規(guī)定,字母DN后面的數(shù)值不代表測量值,也不能用于計

2、算。該標準第3條同時規(guī)定了優(yōu)先選用的DN數(shù)值。在GB/T12238-2008法蘭和對夾連接彈性密封蝶閥中4.7條規(guī)定了各公稱通徑閥門閥座流道的最小值。該標準對蝶閥的閥座尺寸進行了規(guī)定,但對閥門法蘭聯(lián)接處內(nèi)徑未做明確規(guī)定,理論上可略大于或略小于公稱通徑。二、進水蝶閥結(jié)構(gòu)分析進水蝶閥一般采用單密封形式,其主密封結(jié)構(gòu)如下:閥體密封圈(即閥座在閥體內(nèi)腔,蝶板密封圈(橡膠或不銹鋼通過壓環(huán)用內(nèi)六角螺釘固定在蝶板外圈,主密封一般采用雙偏心結(jié)構(gòu),因此,為保證蝶板密封圈開啟時不與閥體體筒內(nèi)壁干涉,體筒內(nèi)壁直徑一般大于閥座內(nèi)徑,因設(shè)計結(jié)構(gòu)長度不同,有兩種不同結(jié)構(gòu),如圖1、圖2所示。 圖1進水蝶閥結(jié)構(gòu)一1.下游法蘭

3、2.閥座3.蝶板密封圈4.壓環(huán)5.內(nèi)六角螺釘6.蝶板 1.下游法蘭2.閥座3.蝶板密封圈4.壓環(huán)5.內(nèi)六角螺釘6.蝶板兩種結(jié)構(gòu)最大的不同在于閥體的結(jié)構(gòu)長度不同,按圖1設(shè)計的閥體結(jié)構(gòu)長度比圖2要短;兩結(jié)構(gòu)相同之處在于法蘭聯(lián)接尺寸、閥體體筒內(nèi)腔D1和閥座尺寸D2完全相同,蝶板密封圈尺寸也完全相同。根據(jù)GB/T14478-1993的規(guī)定,按圖1設(shè)計的進水蝶閥,因其進水端法蘭內(nèi)孔D1大于出水端法蘭內(nèi)孔D2,故其公稱通徑應(yīng)為D2;而按圖2設(shè)計的進水蝶閥,因其進水端法蘭內(nèi)孔和出水端法蘭內(nèi)孔都D1,故其公稱通徑應(yīng)為D1;這就出現(xiàn)了相同的法蘭聯(lián)接尺寸、閥座尺寸、蝶板密封圈尺寸但公稱通徑完全不同且差別較大的情況

4、。三、國外部分廠家和標準情況根據(jù)與國外水電設(shè)備廠家的合作交流情況來看,一些歐洲國家缺乏專門的水輪機進水閥技術(shù)標準;也沒有關(guān)于進水蝶閥公稱通徑的規(guī)定。德國福伊特西門子(VoithSiemens水電集團是世界著名的水電設(shè)備制造商,在與其合作交流中,發(fā)現(xiàn)其以進水蝶閥的進口法蘭內(nèi)徑作為閥門的口徑,即無論圖1結(jié)構(gòu)還是圖2結(jié)構(gòu),閥門的公稱通徑都是D1。挪威睿博(Rainpower有限公司是世界上高水頭混流式水輪機、水泵水輪機和沖擊式水輪機技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。在與他們的合作交流中,發(fā)現(xiàn)其要求進水蝶閥的進口法蘭和出口法蘭內(nèi)徑相同,允許閥座圓滑過渡,即要求圖2結(jié)構(gòu),閥門的公稱通徑為D1。在印度標準IS7326-1

5、992水電站及系統(tǒng)用壓力鋼管和水輪機進水蝶閥標準“第一部分結(jié)構(gòu)和液壓設(shè)計的標準(第1次修訂”中,其僅推薦了閥門的口徑系列,沒有關(guān)于進水蝶閥公稱通徑的具體規(guī)定。四、結(jié)語水輪機進水蝶閥的公稱通徑的確定,應(yīng)與蝸殼和壓力鋼管內(nèi)徑一致,因閥座大小與發(fā)電機的出力有直接關(guān)系,為避免出現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的爭論,建議參考GB/T12238-2008標準,取消GB/T14478-1993中公稱通徑的規(guī)定,增加最小閥座尺寸的規(guī)定。參考文獻1全國水輪機標準化技術(shù)委員會.GB/T14478-1993大中型水輪機進水閥門基本技術(shù)條件S.北京:中國標準出版社,1993.2全國管路附件標準化技術(shù)委員會.GB/T1047-2005管道

6、元件DN(公稱尺寸的定義和選用S.北京:中國標準出版社,2005.3全國閥門標準化技術(shù)委員會.GB/T12238-2008法蘭和對夾連接彈性密封蝶閥S.北京:中國標準出版社,2009.,安裝在水輪機前的蝸殼延伸管上,起保護水輪機的作用,其公稱通徑應(yīng)與蝸殼直徑相同,且應(yīng)與壓力鋼管直徑匹配。在GB/T14478-1993大中型水輪機進水閥基本技術(shù)條件中3.1規(guī)定:進水閥門與上下游壓力水管相連接處的閥體的通流內(nèi)徑(若二者內(nèi)徑不相同,則取小值。同時,JB/T9576-2000大中型水輪機進水閥門系列中的A6條也有相同的規(guī)定;根據(jù)該標準規(guī)定,進水蝶閥的公稱通徑以法蘭聯(lián)接處的較小值為準。在管道元件的通用標

7、準GB/T1047-2005管道元件、DN(公稱尺寸的定義和選用中定義如下:除非在相關(guān)標準中另有規(guī)定,字母DN后面的數(shù)值不代表測量值,也不能用于計算。該標準第3條同時規(guī)定了優(yōu)先選用的DN數(shù)值。在GB/T12238-2008法蘭和對夾連接彈性密封蝶閥中4.7條規(guī)定了各公稱通徑閥門閥座流道的最小值。該標準對蝶閥的閥座尺寸進行了規(guī)定,但對閥門法蘭聯(lián)接處內(nèi)徑未做明確規(guī)定,理論上可略大于或略小于公稱通徑。進水蝶閥一般采用單密封形式,其主密封結(jié)構(gòu)如下:閥體密封圈(即閥座在閥體內(nèi)腔,蝶板密封圈(橡膠或不銹鋼通過壓環(huán)用內(nèi)六角螺釘固定在蝶板外圈,主密封一般采用雙偏心結(jié)構(gòu),因此,為保證蝶板密封圈開啟時不與閥體體筒

8、內(nèi)壁干涉,體筒內(nèi)壁直徑一般大于閥座內(nèi)徑,因設(shè)計結(jié)構(gòu)長度不同,有兩種不同結(jié)構(gòu),如圖1、圖2所示。圖1進水蝶閥結(jié)構(gòu)一1.下游法蘭2.閥座3.蝶板密封圈4.壓環(huán)5.內(nèi)六角螺釘6.蝶板 圖2進水蝶閥結(jié)構(gòu)二1.下游法蘭2.閥座3.蝶板密封圈4.壓環(huán)5.內(nèi)六角螺釘6.蝶板兩種結(jié)構(gòu)最大的不同在于閥體的結(jié)構(gòu)長度不同,按圖1設(shè)計的閥體結(jié)構(gòu)長度比圖2要短;兩結(jié)構(gòu)相同之處在于法蘭聯(lián)接尺寸、閥體體筒內(nèi)腔D1和閥座尺寸D2完全相同,蝶板密封圈尺寸也完全相同。根據(jù)GB/T14478-1993的規(guī)定,按圖1設(shè)計的進水蝶閥,因其進水端法蘭內(nèi)孔D1大于出水端法蘭內(nèi)孔D2,故其公稱通徑應(yīng)為D2;而按圖2設(shè)計的進水蝶閥,因其進水端

9、法蘭內(nèi)孔和出水端法蘭內(nèi)孔都D1,故其公稱通徑應(yīng)為D1;這就出現(xiàn)了相同的法蘭聯(lián)接尺寸、閥座尺寸、蝶板密封圈尺寸但公稱通徑完全不同且差別較大的情況。三、國外部分廠家和標準情況根據(jù)與國外水電設(shè)備廠家的合作交流情況來看,一些歐洲國家缺乏專門的水輪機進水閥技術(shù)標準;也沒有關(guān)于進水蝶閥公稱通徑的規(guī)定。德國福伊特西門子(VoithSiemens水電集團是世界著名的水電設(shè)備制造商,在與其合作交流中,發(fā)現(xiàn)其以進水蝶閥的進口法蘭內(nèi)徑作為閥門的口徑,即無論圖1結(jié)構(gòu)還是圖2結(jié)構(gòu),閥門的公稱通徑都是D1。挪威睿博(Rainpower有限公司是世界上高水頭混流式水輪機、水泵水輪機和沖擊式水輪機技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。在與他們的

10、合作交流中,發(fā)現(xiàn)其要求進水蝶閥的進口法蘭和出口法蘭內(nèi)徑相同,允許閥座圓滑過渡,即要求圖2結(jié)構(gòu),閥門的公稱通徑為D1。在印度標準IS7326-1992水電站及系統(tǒng)用壓力鋼管和水輪機進水蝶閥標準“第一部分結(jié)構(gòu)和液壓設(shè)計的標準(第1次修訂”中,其僅推薦了閥門的口徑系列,沒有關(guān)于進水蝶閥公稱通徑的具體規(guī)定。四、結(jié)語水輪機進水蝶閥的公稱通徑的確定,應(yīng)與蝸殼和壓力鋼管內(nèi)徑一致,因閥座大小與發(fā)電機的出力有直接關(guān)系,為避免出現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的爭論,建議參考GB/T12238-2008標準,取消GB/T14478-1993中公稱通徑的規(guī)定,增加最小閥座尺寸的規(guī)定。參考文獻1全國水輪機標準化技術(shù)委員會.GB/T14478-199