分段关闭及事故配压阀.doc

分段关闭装置及事故配压阀FD 分段关闭装置SGF 事故配压阀技术说明书 目 录一、产品概述2（一）主要特点2（二）产品分类2二、产品原理说明及图纸资料5（一）分段关闭5（二）事故配压阀8（三）合体式分段关闭及事故配压阀组10三、其他附图12一、产品概述（一）主要特点FD系列分段关闭装置、SGF系列事故配压阀、HFS合体式分段关闭及事故阀组采用多个插装阀组合进行控制，先导阀部分选用电磁阀或行程换向阀，来实现调速器导叶的分段关闭、事故关闭等功能，比传统的滑阀式装置更加简单可靠，现场管路连接也简单方便，通过先导电磁阀还可以实现远方控制，是当前水电厂水轮机导叶控制的理想替代产品。插装阀又称逻辑阀，它是70年代从国外发展起来的一种新式液压阀，它具有数字电路中的基本元件与非门的特点，用它做基本标准元件可以组态成很复杂的液压控制系统。插装阀的结构是阀芯与阀体之间靠锥面密封，通过先导阀对其上控制油腔的排油或压油来实现其锥面的开或关。正是由于其特有的结构使其在相同通径下的通流能力较滑阀高1.5倍，也不会像滑阀那样易卡阻，它的结构决定了它有自清污能力，不会像滑阀那样会有滤饼效应，越卡越严重。正是由于插装阀较传统的滑阀有很多优点，所以从八十年代后，插装阀在液压领域得到了很快的发展和广泛的应用。在水轮机调速器领域，我们用插装阀来取代传统的滑阀式主配压阀，取得了很好的效果。（二）产品分类1. FD系列调速器分段关闭装置（1）FD-1型：主要型号为FD-1/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，先导阀采用电磁阀控制，控制原理图见图1。该装置主要优点是：由于先导阀采用电磁阀，所以可以和监控或调速器配合，根据需要（如不同水头、导叶位置）进行投切，也可以和传统导叶主令控制器配合控制使用。另外和行程换向阀相比，先导电磁阀响应速度快，分段点较准确，调整较方便。不受先导阀管路影响。（2）FD-2型：主要型号为FD-2/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，先导阀采用行程换向阀控制，控制原理图见图2。该装置主要优点是：由于先导阀采用行程阀，投入和退出靠导叶位置上安装的碰块控制，不需要电源，控制较可靠。缺点是：行程阀需油路控制，响应速度慢，分段点会产生滞后，另外分段点靠机械调整，误差大、整定不方便，不能实现远方控制。2. SGF系列事故配压阀组（1）SGF-1型：主要型号为SGF-1/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，先导阀采用电磁阀控制，控制原理图见图4。该装置主要优点是：由于先导阀采用电磁阀，所以可以和监控或调速器配合，根据需要（如机组过速、事故、调速器主配阀卡等）进行投入，实现导叶快速关闭，以保护机组。（2）SGF-2型：主要型号为SGF-2/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，先导阀采用行程换向阀和电磁阀同时控制（两者之间有切换阀），控制原理图见图5。该装置主要优点是：由于先导阀采用行程阀，投入靠水轮机大轴上安装的离心飞摆过速保护碰块控制，不需要电源，对机组的过速保护控制较可靠。缺点是：成本较高、需要在大轴上安装离心飞摆机构。另外该装置先导阀部分还可增配电磁阀，同样可以和监控或调速器配合，在机组事故、调速器主配阀卡等情况下投入。3. HFS合体式分段关闭及事故阀组分段关闭和事故配压阀整合在一起，可以减少现场的配管工作，结构紧凑，适合现场空间较小的水电站选用。（1）HFS-1型：主要型号为HFS-1/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，该装置是分段关闭选用FD-1型（先导阀为电磁阀），事故配压阀选用SGF-1型（先导阀为电磁阀），两者组合在一起。主要特点前面已经分别描述过。（2）HFS-2型：主要型号为HFS-2/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，该装置是分段关闭选用FD-1型（先导阀为电磁阀），事故配压阀选用SGF-2型（先导阀为电磁阀和行程阀，带离心飞摆机构），两者组合在一起。主要特点前面已经描述过。（3）HFS-3型：主要型号为HFS-3/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，该装置是分段关闭选用FD-2型（先导阀为行程阀），事故配压阀选用SGF-1型（先导阀为电磁阀），两者组合在一起。主要特点前面已经描述过。（4）HFS-4型：主要型号为HFS-4/（20150），配合管路通径20毫米-150毫米，该装置是分段关闭选用FD-2型（先导阀为行程阀），事故配压阀选用SGF-2型（先导阀为电磁阀和行程阀，带离心飞摆机构），两者组合在一起。主要特点前面已经描述过。外接管路通径可分为80、100、150三种。二、产品原理说明及图纸资料（一）分段关闭 FD系列调速器分段关闭装置是用插装阀（逻辑阀）来实现调速器导叶的分段关闭，它比传统的分段关闭装置更加简单可靠。传统的分段关闭装置是用活塞缸的形式，其在现场使用时还需在其两端并联一只大流量单向阀，同时在长期使用后，活塞上的“O”形密封圈易老化及磨损。而FD系列插装阀式分段关闭装置就无以上问题。而且插装阀是通用标准件。我们知道调速器分段关闭的曲线图如下所示，要求导叶在分段关闭拐点以上时能快速关。到达关闭拐点时，要以较慢的速率慢关到导叶全关位置，同时要求导叶在任何位置（包括分段关闭拐点以下位置）均能快速开启。 s（导叶行程） 关 开 分段关拐点 t(时间) 从FD液压原理图（如图1所示）可以看出，当导叶开度在分段关闭拐点之上时，先导电磁阀6不得电，此时压力油从B口经过插装阀2及节流式插装阀3通到导叶接力器关腔，分段关闭装置不起节流作用，导叶接力器快速关闭。当导叶关到分段关拐点时，电磁先导阀6得电，这时插装阀2控制腔5通压力油，插装阀2关闭，B口的压力油只能通过节流式插装阀3进入导叶接力器关腔，导叶接力器即以较慢的速度关闭，而第二段的关闭速度是由节流式插装阀上的调节螺杆来调定的。当要求第二段关闭速度再慢一些时将螺杆向里旋入一些，反之要求第二段关闭速度快一些时螺杆向外旋出一些即可。所以说该分段关闭装置的分段关闭拐点是由先导电磁阀6的得电来决定的，而第二段的关闭速度是由节流式插装阀3上的调节螺杆来决定的。由插装阀的特性决定，当导叶接力器开启腔（即图中A口）通压力油，B口通回油时，插装阀2及插装阀3均是开启的，这时装置不起节流作用，不管先导电磁阀6是否得电均是如此。这样就实现了不管导叶在何位置均可快速开启。当先导阀采用行程换向阀时，原理图如图2所示，当主令控制器轴上的扇形轮关到一定位置时（即分段关闭拐点），扇形轮推动行程换向阀SV2动作，此时插装阀C6关闭，操作油只由可调流量式插装阀C5通过，而C5的开口可由其上的调节螺杆来调定，即主接力器的第二段关闭速度可由C5上的调节螺杆来调定。调整扇形轮的位置可改变拐点的位置。图1：FD-1型分段关闭装置原理图图2：FD-2型分段关闭装置原理图图3：FD型分段关闭装置配管图（二）事故配压阀参考图4，正常情况下，插装阀C1、C2的控制腔口A通回油路，C3、C4的控制油口B通压力油P，此时C1、C2两阀处于开状态，C3、C4两阀处于关状态，导叶主接力器由调速器液压柜控制。当机组事故、过速或调速器主配压阀拒动时，监控系统控制电磁阀DV2通电，此时C1、C2的控制腔通压力油P，C3、C4的控制腔通回油T，C1、C2处于关闭状态，C3、C4处于开启状态，从原理图可看出，此时调速器液压柜被切除，导叶主接力器被快速关闭，即实现了紧急事故停机。 图4：SGF-1型分段关闭装置原理图参考图5，SGF-2型分段关闭装置原理图，当机组二级过速，即机械飞摆使行程换向阀SV1切换后，也使A、B口的油换向，使调速器液压柜被切除，机组快速事故停机，工作原理与电磁阀DV2投入时相同。图5：SGF-2型分段关闭装置及事故配压阀原理图（三）合体式分段关闭及事故配压阀组下面以HFS-4型分段关闭及事故配压阀组为例说明其原理（见图6）图6：HFS-4型分段关闭及事故配压阀组原理图1. 系统组成：从图中可以看出，此系统由三大部分组成：机械过速保护器（由过速飞摆、行程换向阀SV1、电磁阀DV1、DV2、DV3组成）、过速限制器（即事故配压阀，由C1、C2、C3、C4四只插装阀组成）、分段关闭装置（由行程换向阀SV2、插装阀C6及可调流量插装阀C5组成）。各部分连接如图示。2. 工作原理：（1）过速保护及事故配压阀工作原理：当在正常情况下，（如图）插装阀C1、C2的控制腔口A通回油路，C3、C4的控制油口B通压力油P，此时C1、C2两阀处于开状态，C3、C4两阀处于关状态，导叶主接力器由调速器液压柜控制。当机组事故或主配压阀拒动时，监控系统控制电磁阀DV2通电，此时C1、C2的控制腔通压力油P，C3、C4的控制腔通回油T，C1、C2处于关闭状态，C3、C4处于开启状态，从原理图可看出，此时调速器液压柜被切除，导叶主接力器被快速关闭，即实现了紧急事故停机。当机组二级过速，即机械飞摆使行程换向阀SV1切换后，也使A、B口的油换向，使调速器液压柜被切除，机组快速事故停机，工作原理与电磁阀DV2投入时相同。当SV1与DV2同时动作时，DV1也投入，此时同样使A、B口的油换向，实现切除调速器的同时快速关导叶主接力器。（2）分段关闭装置的工作原理：当主令控制器轴上的扇形轮关到一定位置时（即分段关闭拐点），扇形轮推动行程换向阀SV2动作，此时插装阀C6关闭，操作油只由可调流量式插装阀C5通过，而C5的开口可由其上的调节螺杆来调定，即主接力器的第二段关闭速度可由C5上的调节螺杆来调定。调整扇形