水轮机 双密封 进水阀 专用技术规范.docx

6 进水阀专用技术规范
6.1 范围及界限
6.1.1 工作范围
卖方的工作范围包括2台（套）水轮机进水蝶阀及其附属设备的设计、制造、工厂试验、包装、供货、现场开箱检查、安装、调试的现场指导、参加现场试验、验收、技术文件的编制、提交等。
6.1.2 供货范围及界限
6.1.2.1 供货范围
（1）2台额定压力为3.0MPa，公称直径4.2m的重锤式液控蝶阀，以下简称“水轮机进水蝶阀”。
（2）2套配套自动化元件、油压装置（或液压站）及一体化控制柜。
（3）2套连接的法兰、主管伸缩节及连接螺栓、旁通管、旁通管伸缩节及连接螺栓、液压旁通针形阀及手动检修球阀、快速进排气阀、上游连接短管和下游连接短管等。
（4）备品备件及专用工具。
（5）以上成套设备之间各种管道、阀门、配件、附件和电气连接线均应包括在卖方供货范围内。
（6）基础埋设材料。
（7）任何部件或元件，如果招标文件中未专门提到，但对一个完整的性能良好的进水蝶阀或对于改善进水蝶阀运行品质是必要的，那么卖方应提供这些元件或装置，价格计入总价中。
6.1.2.2 供货界限
(1) 进水蝶阀位置及相关尺寸
进水蝶阀中心线距机组中心线9250mm、距上游连接短管端头2450mm、距下游连接短管端头2900mm（投标商可根据厂房布置适当调整蝶阀中心线）。上游机组引水钢管及下游蜗壳进口直径均为φ4200mm。进水蝶阀水平中心线高程1430.20m。
(2)土建侧：供货至设备基础板、垫板和基础螺栓。
(3) 上游侧：上游连接短管与机组引水钢管对接，材质为Q345B、壁厚30mm，带焊接坡口；下游侧：下游连接短管与机组蜗壳进口断面对接，材质为Q345B、壁厚30mm，带焊接坡口。连接短管材质应满足在本工程极端最低气温时的焊接性能，并在现场指导安装承包商焊接。最终连接短管长度、内径、材料及壁厚在设计联络会上确定。
6.2 型式
6.2.1 水轮机进水蝶阀安装在压力钢管与水轮机蜗壳进口段之间，作为机组正常停机和事故停机截断水流的设备，公称直径为4200mm，蝶阀进口最大静水头为230m，最大动水压力为300m水头。
6.2.2 进水蝶阀应为卧轴蝶阀，应采用双密封（一道工作密封及一道检修密封）。检修密封采用弹性金属硬密封，其检修密封圈应采用不锈钢1Cr18Ni9Ti金属制作，具有径向浮动的弹性补偿功能，应确保检修密封机构具有自动对中自动补偿功能；工作密封应采用优质耐磨丁晴橡胶圈，确保蝶板全关在投入检修密封的情况下，无需拆卸阀体便可以更换工作密封圈。
检修密封圈应采用水压驱动方式，卖方应为整个电站提供一套水控制系统（水控制系统应包括互为备用的两组过滤装置，手动控制阀，检修截止阀，水压表等）；
检修密封应设置手动锁定机构，防止检修密封的移动活塞环意外失压产生的事故；检修密封应设置机械指示结构，表明移动活塞环的可靠位置；检修密封应与进水阀的启闭过程互锁，防止误操作。
卖方应随投标书详细阐述双密封结构。
6.2.3 重锤式液控蝶阀应采用双重锤双油缸对称布置，重锤应尽可能布置于阀门室的合适位置，重锤在上举和下落过程中，不应与周围设备、土建结构发生任何干扰。液压操作系统额定油压16.0MPa。
6.2.4 若采用氮气蓄能驱动的进水阀，其蓄能装置的总容积应能满足在系统油压处于补油下限并且不启动油泵补油的情况下接力器能可靠进行关—开—关三个行程，额定油压不低于16.0MPa。
6.3 位置及起吊要求
6.3.1 进水蝶阀的安装位置见附图。进水蝶阀的最终布置结构尺寸应满足能利用电站厂房内桥机、进水蝶阀吊物孔起吊伸缩节和整体起吊进水蝶阀的要求。进水蝶阀阀体应采用整体运输方式，卖方应提供最大、最重件运输方案图及蝶阀整体吊装图。进水蝶阀及附属设备的部件应设有起吊环或起吊螺栓。
6.3.2 进水蝶阀及其附属设备初步设计外形尺寸、安装、布置图随投标书一起提供。
6.4 性能要求
6.4.1 水轮机进水蝶阀的设计和制造应符合GB／T14478《大中型水轮机进水蝶阀门基本技术条件》的规定。
6.4.2 水轮机进水蝶阀组装后，应动作灵活，操作平稳。进水蝶阀及其附属设备承受水压部件应有足够的强度和刚度来承受任何运行工况可能发生的最大水压和试验水压而不产生任何损坏或有害变形，在进水蝶阀紧急事故情况开启或关闭过程中，进水蝶阀各部件及其附属设备不应产生强烈振动或其它异常现象而引起损坏。
6.4.3 进水蝶阀能在最不利的运行条件下和不关闭导水叶的情况下，在60～120s(可调节)内动水关闭。正常情况下，进水蝶阀在平压后开启。特殊情况下，进水蝶阀应允许在不平衡水压下开启，且不产生强烈振动。当阀门前后的压力差小于30％静水头时，蝶阀应能在120～150s(可调节)内开启。
6.4.4 水轮机进水蝶阀在全开时的最大水头损失及在最高静水头下全关时的漏水量(包括旁通阀的漏水量)等指标，应符合GB／T14478《大中型水轮机进水蝶阀门基本技术条件》的规定。
6.4.5 水轮机进水蝶阀应满足在本电站所处自然条件下安全可靠运行的要求。
6.5 进水蝶阀系统的可靠性要求
1)每年允许的开、闭次数应不少于1200次。
2)可利用率＞99.9％(指整个进水蝶阀系统，包括控制柜和机械液压柜)。
3)平均无故障连续运行时间(MTBF)＞10000h
4)平均发现故障和检修时间(MTTD+MTTR)为2h。故障率小于1次/台·年。
5)大修间隔时间＞6年。
6)退役前的使用年限＞40年。
6.6 结构与布置
6.6.1 阀体
阀体采用Q345B钢板+WCB焊接成整体结构，应具有足够的强度和刚度。，阀体外部应设有阀板行程指示器。
阀体应有一整体的支撑底座，该底座按传递全部垂直载荷、水平荷载和动载荷设计。基础钢支墩、基础板和垫板、地脚螺栓均由卖方提供。
基础各载荷数值，卖方应按时提交买方和设计单位，供支墩结构设计用。
卖方应成套提供埋入混凝土墩的基础螺栓及上、下游侧法兰连接所需的全部螺栓、螺帽、填料和垫圈等。阀体用地脚螺栓固定在混凝土支墩上。
为方便进水蝶阀的安装、拆卸和检修，进水蝶阀下游侧设双法兰伸缩节，通过伸缩节后的延伸管与水轮机蜗壳相连。
6.6.2 蝶板
阀板采用Q345B钢板+WCB焊接制成的双平板偏心水力自关闭结构，能承受规定的条件下，关闭和开启时作用在阀板上的最大荷载。阀板的形状，应具有良好的水力特性，以减少水头损失和水力振动。
为保证阀板的精度，提高其强度和刚度，阀板应整体制作加工，整体运输。阀板采用通流式，应具有良好的水力特性, 其形状和加工精度应最大限度的减少水头损失和水力振动。双平板阀板的边缘均应进行精加工，双平板阀板周边上均采用耐磨损和耐腐蚀金属，以防止腐蚀和减小磨损。
6.6.3 阀轴
阀轴采用35#锻钢外包焊不锈钢板0Cr18Ni9Ti（包焊的不锈钢板加工后厚度不少于3mm）制成，并与阀板紧固的连结。阀轴外端由阀体上的轴承支撑。阀轴的轴瓦应采用的自润滑复合材料。阀轴应设有可更换的轴套，阀轴的外端应安装有可靠、经久耐用、更换方便的阀轴密封。
6.6.4 阀板与阀体密封
阀板与阀体的设计和机械加工应能满足阀门密封的要求。进水蝶阀应设有工作和检修两个密封装置，工作密封设在下游侧并便于调整、拆卸和更换，检修密封设在上游侧。两个密封装置均应可拆卸。工作密封圈应采用耐磨丁腈橡胶制造（其压环及螺钉均应采用不锈钢），检修密封环应采用不锈钢制造。蝶阀结构应能满足在不拆开阀体的情况下更换工作密封或轴颈密封的要求。密封装置的设计和制造应满足性能可靠、寿命长、维修少、便于调整和更换的要求。阀体密封座应采用不锈钢。
6.6.5 阀轴轴承
阀轴轴承为套筒式，支撑在阀体内，轴承设计和制造时应考虑能从轴承箱外部进行调整。阀轴轴承应采用大连三环生产的自润滑、免维护的铜背聚四氟乙烯复合轴承。阀轴轴承的设计应做到当水压作用在关闭位置的阀板上时所引起的阀板挠曲和阀轴倾斜不会使轴与轴套相互咬合。轴承箱应装在阀体内，将载荷传递到阀体。阀轴密封应采用A型V型复合自密封密封环，密封环应在最大升压水头下，不会产生外泄漏；轴承内侧应设置Yx自密封圈，确保水中的泥沙不会进入阀轴轴承。卖方应随投标书提供详细的轴封结构图及说明。
6.6.6 接力器
水轮机进水蝶阀接力器应采用直缸摇摆式，材料采用45#钢。
6.6.7 锁定装置
在蝶阀的全开位置设有弹簧式液控锁定销，通电时拔出；在全关位置设有手动机械锁定装置。锁定装置必须有足够的强度，能承受接力器的最大操作压力。
6.6.8 旁通阀及管路
⑴ 旁通阀采用液压旁通针型阀和手动检修闸阀，旁通针型阀开启和关闭时间在正常操作压力下10～30s连续可调。向蜗壳充水时应使用旁通管路，旁通阀直径取DN200mm。应配设DN200mm的旁通管路并成套供应液压旁通阀和两侧管路上的2个手动操作的检修阀门。旁通阀管路及阀门应按规定的压力设计，并具有足够的刚度和可靠的支撑措施。
⑵ 旁通阀应能在最大静水头下开启和关闭，正常操作压力下开、关时间不大于30s，并装有“开启”和“关闭”限位装置开关，每个限位开关配有两个电气上独立的接点回路，以实现自动控制。
⑶ 旁通管路材质与短管材质相同，并应在厂内组装好、整体耐压试验合格。旁通管路与阀门之间采用法兰连结，上、下游侧均装设在卖方供货的短管上。卖方应成套供给螺栓（母）、垫圈，为了便于安装拆卸，在旁通管路上应配置一个伸缩节，其伸缩量应不小于30mm。
6.6.9 伸缩节及延伸管
⑴ 伸缩节：进水蝶阀下游侧设有双法兰伸缩节，伸缩节轴向补偿量应不小于30mm。伸缩节的密封应安全、可靠，不得因进水蝶阀位移和伸缩节沿压力钢管轴线方向的位移而产生磨损、有害变形或漏水。伸缩节应允许阀体沿着引水管的轴线移动，同时便于阀的安装和拆卸，并具有足够的刚度。伸缩节与进水蝶阀之间采用法兰连接。
⑵ 下游延伸管：伸缩节下游侧应提供一带法兰的连接短管，该连接短管与伸缩节采用法兰连接。连接短管与主机厂提供的蜗壳进口段焊接。
⑶ 上游延伸管：上游延伸管与压力钢管之间的焊缝在工地施焊，坡口形式与压力钢管统一考虑，并应与压力钢管的厚度、材质相匹配。
⑷ 测压头：在上、下游侧的延伸连接管上分别等距分布设置不锈钢测压头，用于监测水头及平压控制等。.
6.6.10 空气阀
空气阀安装在阀体下游侧的压力钢管顶部，空气阀采用升降型式，空气阀的直径应满足充水时排气和进水蝶阀动水关闭时补气的需要。空气阀不得漏水。
6.7 操作机构
6.7.1 操作机构
蝶阀采用双重锤双油缸驱动，其操作机构由重锤、接力器、操作杆、液压操作油管和锁锭装置等组成。接力器采用直缸摇摆式，操作压力油源来自液压站。弹簧式液控锁定销必须有足够的强度,能承受接力器的最大操作压力。为避免蝶阀在动水关闭时引起阀门的振动，在接力器开启和关闭腔的油管上应装设节流阀。机组事故时应能动水紧急关闭阀门，并在液压系统意外失压的情况下蝶阀应能按预定的程序关闭。
6.7.2 液压系统
蝶阀操作用的油品规格与机组轴承相同，采用GB11120《L-TSA汽轮机油》中L-TSA46汽轮机油。
液压站包括油泵、回油箱、油泵电机、各种控制阀（包括溢流阀、调速阀、手动阀和电磁阀等）、表计和不锈钢管道及附件等。液压站的油泵、回油箱、油泵电机、各种控制阀（包括溢流阀、调速阀、手动阀和电磁阀等）、表计等应组成一整体单独布置在水轮机层，一台进水蝶阀配一套液压站。液压站额定油压16.0MPa。液压站应选用可靠的液压元器件，其单向阀、电磁阀均应采用零泄漏的软密封产品。
每套液压站应配有2台同型号柱塞油泵，电动机设计成全电压直接起动。两台油泵可单独运行或并联运行，并能互为备用。油泵的输油量应满足规定的蝶阀开关时间要求。油泵应能自动启动、停止和备用自动投入，运转应平稳。与油泵配套的电动机应符合 GB755《旋转电机基本技术要求》中的有关规定。油泵压油管上设有止回阀、溢流阀和其它附件，吸油管上配有滤网。回油箱的容量不小于整个进水蝶阀油压系统油量的120%，并设有过滤器。所有自动化元件要求采用知名进口品牌。
6.8 控制系统
6.8.1 概述
卖方在投标时应考虑当地海拔高度、气候对电气设备的影响。
为方便操作和设备布置，油压操作柜和电气柜应为一体化设计，应带有可编程控制器(PLC)。
6.8.2 控制要求
6.8.2.1 控制要求
1） 蝶阀应能按规定程序进行自动或手动操作；
2） 蝶阀的开启、关闭程序应由卖方提供，并经买方审查同意后确定；
3） 蝶阀必须能就地操作，也能由计算机监控系统远方控制，应能实现远方控制开阀、关阀、紧急事故关阀；操作系统应能满足在电站厂用电完全消失时，能手动操作开启阀门。
4） 蝶阀操作控制系统中应留有纯机械式过速保护装置液压控制油管路的接口，能够在事故状态下，在纯机械式过速保护装置动作时通过纯机械式过速保护装置来关闭蝶阀。
5） 蝶阀控制屏上应有下列信号显示：
a． 蝶阀的旁通阀开启和关闭的信号；
b． 蝶阀的锁定投入与拔出的信号；
c． 表示蝶阀开启和关闭位置的信号；
d． 反映蝶阀充水后阀门前后差压的信号；
e． 油压装置油泵电机运行状态信号；
f． 电气和液压系统故障信号等。
6） 进水蝶阀控制设备应安置在一个独立的带门的控制柜内，控制柜的面板上应有必要的控制装置和指示仪表。指示灯应能明确显示蝶阀和旁通阀开启、关闭和中间位置。控制屏应设计成便于观察、维护和调整、能独立安放。柜体为钢板结构，屏内所有的接线和管道的联接应在工厂完成，外部接线应引至控制屏的接线端子板上。卖方提供的控制屏应能满足防潮、防尘防静电的要求。柜内应设有驱潮装置和门控制的自动照明装置。
a． 电气控制柜内含可编程控制器(PLC)、中间继电器、信号灯、操作开关和按钮等设备。蝶阀及其油压系统的逻辑控制由PLC实现。PLC内应配有与计算机监控系统连接的数字通讯接口，并能够与全厂计算机监控系统通信。中间继电器应采用进口产品。
b． 卖方需保证其提供的可编程控制器设备满足本工程进水阀所需的相关控制功能、性能优越并具有丰富的同类运行经验的国际知名产品[卖方应选用施奈德、西门子等产品或同档次产品]。
7） 蝶阀控制电源：DC220V，其他等级的控制电源由卖方自行配置。电源采用交直流并列供电的冗余结构电源系统，当交流或直流外供电源消失时，均不影响进水蝶阀正常工作。
8） 蝶阀的操作电源：AC380V。
9） 控制系统能处理液压系统的压力、油位、过滤报警等信号，并能将下列信号以通信总线方式及开关量接点方式与监控系统通信（但不限于此）。
a．进水蝶阀的全开、全关
b. 旁通阀的全开、全关
c. 液压锁锭的投入与拔出
d. 平压信号
e. 油压过低、过高报警信号．
g. 就地／远控状态信号
h. 油泵的工作状态
i.进水阀故障信号
6.8.2.2 接线和端子
蝶阀控制柜的电气接线供应至柜侧端子排；蝶阀现地自动化元件(行程开关、压力信号装置等)的电气接线供应至蝶阀现地接线盒，接线盒由卖方提供。电气接线端子采用凤凰端子，并留有20％的备用端子。
6.9 试验和验收
6.9.1 工厂试验
1)进水蝶阀及接力器等设备发货前,应在厂内按有关标准、规范和本合同的规定进行组装和检验。卖方应将厂内试验报告、测量记录等资料，提供给监造工程师审查。检验质量合格并经合同双方代表签字认可后才能发运。出厂前的检验，不减轻卖方对产品质量所应承担的责任。试验及出厂检验费用，包括在设备总价中。
2)应对各部件主要尺寸和装配尺寸进行检验。
3)进水蝶阀、旁通阀体及其附件承受水压的部分应按GB/T14478《大中型水轮机进水蝶阀门基本技术条件》的规定进行水压试验。
4)进水蝶阀在厂内总装后应根据强度要求进行漏水试验,试验压力为最大静水压力，时间30min。渗漏水量应满足7.2.6中的规定。
5)液压站出厂前应进行动作试验，回油箱应做渗漏试验。
6)主要部件、试验要求见表7.9-1，标有“*”号的试验项目应通知买方代表参加。
表7.9-1 水轮机进水蝶阀主要部件、试验要求表
序号

名 称

材料检验
制造过程与最终检验

试验检验

其 它
检 验
项 目
备 注
机
械
性
能
化
学
成
份
无
损
检
测
硬
度
试
验
无
损
检
测
冲
击
试
验
外
观
检
查
尺
寸
检
查
动
作
试
验
1
阀壳
√
√
√

√
√

耐压试验*

2
阀板
√
√
√

√
√

3
操作机构
√
√

√*

4
操作油管控制油管
√

√

耐压试验*

5
阀门密封
√
√
√

√*
√*

6
联接螺栓
√
√

√

7
回油箱

√
渗漏试验
注: “√”者为试验检验项目; * 者为买方参加项目。
6.9.2 现场试验
1)概述
(1)进水蝶阀安装调整完毕后应进行现场试验,以检验其是否满足相关规定。试验应按GB/T14478《大中型水轮机进水蝶阀门基本技术条件》的要求进行。
现场试验由买方主持,并组织卖方、安装单位、电站设计单位、运行单位及其它有关部门参加，组成现场试验领导小组负责对试验结果进行鉴定，卖方应对试验程序和方法负责，并指导试验。
(2)试验大纲应由卖方(或会同安装单位)根据工程进度,在开始试验前一个月提出,经买方核准后执行。
试验大纲应包括试验项目、试验准备、试验方法、试验程序、检验标准和试验时间及进度等。
2)进水蝶阀现场安装试验
进水蝶阀安装调整完毕后应进行现场试验,以检验其是否满足相关的规定。试验应按GB/T14478《大中型水轮机进水蝶阀门基本技术条件》的要求进行。此外，卖方允许买方在阀门保证期内进行进水蝶阀动水关闭试验；买方在进行试验前一个月通知卖方参加，试验中出现的设备问题由卖方负责。
6.9.3 试运行
⑴在设备安装完毕，经现场试验，检查合格后，应进行试运行，以检验设备技术性能和保证值是否符合合同文件的规定。
试运行期间，由安装单位操作设备，卖方应对其设备和操作方法负责并进行指导。
试运行工作将按GB8564《水轮发电机组安装技术规范》中的有关规定进行。
⑵试运行的试验检查项目、记录内容和成果分析将由买方根据上述规定确定。
6.9.4 特性验收试验
蝶阀动水关闭试验：卖方允许买方在阀门保证期内在最大净水头下进行阀门动水关闭试验，卖方应参加并承担属于本设备问题的责任。
6.9.5 交接验收
6.9.5.1 交接验收分为初步和最终验收两步。
6.9.5.2 初步验收，进水蝶阀系统设备通过现场试验，试运行合格并对设备进行了彻底检验符合合同要求，投入工业运行时，工程监理单位将签发“初步验收证书”。对于现场试验和试运行中发现属卖方所供设备有影响工业运行的缺陷，需由卖方在最终验收之前负责修复或更换完毕。
6.9.5.3 初步验收证书签发后，由买方将进水蝶阀系统设备投入工业运行，并开始保证期。
6.9.5.4 最终验收，在合同规定的保证期内，由双方共同对进水蝶阀系统设备进行全面检查和质量、性能评定后签发“最终验收证书”。
6.9.5.5 如在最终验收前，又发生重大缺陷，则应由卖方按合同规定修复，并重新开始保证期。
6.10 长期保修
6.10.1.1 卖方自发货之起三年内，机组投入运行二年内（上述期限以先到为准），因产品制造质量不良而发生损坏或不正常工作时，卖方应无偿为买方更换或修理。
6.10.1.2 上述期限之后，设备发生损坏或不正常工作时，卖方仍应及时积极配合买方（或运行单位）更换或修理，合理收取工本费。
6.11 备品备件及专用工器具
6.11.1 进水蝶阀及液压站的备品备件
进水蝶阀及液压站的备品备件（整个电站全部用量）
序号
项目名称
单位
数量
备 注
1
接力器静止密封环
台套
1

2
接力器活塞环
台套
1

3
溢流阀
台套
1

4
电磁球阀
台套
1

5
压力控制器
台套
1

6
压力表
台套
2

7
行程开关
台套
1

8
接近开关
台套
1

9
中间继电器
台套
1

10
交流接触器
台套
1

11
按钮
台套
1

12
伸缩节密封圈
台套
1

13
蝶板工作密封圈
台套
1

14
液压系统连接O型圈
台套
1

6.11.2 专用工器具
(1)进水蝶阀的拆装工具 1套
(2)进水蝶阀的起吊工具 1套
(3)水控制系统 1套