【摘　要】河北（běi）豐寧抽水蓄能電站水泵（bèng）水輪機、發電電動機（jī）組由哈爾濱電機廠有限責（zé）任公司獨立設計和製造。電（diàn）站額定水頭為425m，水輪機前設有直徑為2.35m的（de）球閥。本（běn）文就豐寧電站球閥的平壓功能的特點、球閥（fá）密封結（jié）構、密封材料以及球閥密封圈結構進行了（le）分析說明。
　　0　前言
　　本文（wén）介紹了抽水蓄能電站球閥的平（píng）壓功能（néng），以及豐寧電站在取消旁通管路采用工作密封平（píng）壓後，統籌考慮了（le）球閥泥沙（shā）含（hán）量、自激振蕩（dàng）、剛強度、材質、結構、性能等方麵，對球閥密封功能進（jìn）行分析說明。
　　1　球閥平（píng）壓功能（néng）介紹
　　抽水蓄（xù）能電站的水質一般較好（hǎo），過機泥沙含量較低，球閥開啟前的平壓也可通過打（dǎ）開球（qiú）閥的主（zhǔ）密封來實（shí）現的（de），不使用旁通管（guǎn）路，旁通閥僅為消除（chú）可能的自激振動使用，正常情況下可始終（zhōng）保（bǎo）持關閉狀（zhuàng）態。
　　自激振動產生的原因可能是由於工作（zuò）密（mì）封上的密封圈或密封滑動麵（miàn）損壞，使工作（zuò）密封產生往複運動，產生的後果是密（mì）封腔及壓力鋼管內的壓力異常升高。若想消除自激振（zhèn）動，可將工作密封操作水管與備用操作水源（yuán）連通（tōng），將壓力（lì）鋼管內（nèi）的壓力泄掉。因此，旁通管路不是消除自（zì）激振動的必選（xuǎn）設備。
　　豐寧電站額定水頭為425m，球（qiú）閥設計水頭（tóu）762m，屬（shǔ）於高水頭抽水蓄能電站，若旁通管的振（zhèn）動過大，會存在爆裂的安全隱患。有些（xiē）已運（yùn）行多年的抽水蓄能電站（zhàn），如青鬆電站、響水澗電站，都是采用工作密封平壓，且一直運行良好。因此，目前豐寧球閥取消了旁通管路，采用工作密封平壓。
　　2　球閥密封介紹
　　2.1密封結構
　　球（qiú）閥密封包括上遊側檢修密封與下遊側工作密封，均為可拆卸式結構，分別由不（bú）鏽鋼密封（fēng）環和不鏽鋼固定密封（fēng）座組成，固定密封座用不鏽鋼螺釘把合在活門上，密封環（huán）為（wéi）整體結構，設計成滑動式，當球閥關閉後密封環滑動壓向固定密（mì）封座，開啟前離開（kāi）固（gù）定密封座。閥體上的密封環導向麵采用鋁青（qīng）銅合金（jīn）襯護，密封環上帶有組合密封圈，由高硬度聚氨酯環和O形圈組成。密封結構圖如圖1所示。
　　密封的工作原理是利用密封環在操作水壓力作用下產生彈性變形，與活門（mén）密封座上的變形進行補償，並產生硬接觸（chù），達到密封效果。密封（fēng）環與密封座接觸麵采用錐麵與球麵結構（gòu），可有效減少漏水量，保證密封性（xìng）能。密封環為（wéi）T型結構，密封滑動麵的尺（chǐ）寸（cùn）可保證檢修密封環（huán）具有防開啟自鎖功能以及工作密封環在各種工況下的正常（cháng）投退（tuì）。
　　2.2密封材料
　　球閥（fá）密封環和密封座的材料一（yī）般根據材料性能進行（háng）選取，選取的依據是（shì）密封麵接觸應力要小於材料（liào）屈（qū）服極限，根據屈服極限與（yǔ）密封麵接觸應力的比值（安全餘（yú）量）進行判斷。
　　豐寧球閥密封環材料為ZG06Cr13Ni4Mo，屈服極限550MPa，密封座材（cái）料為鍛鋼06Cr13Ni5Mo，屈服極限620MPa，在密封投入腔和上遊水壓為（wéi）Z大靜水壓5.27MPa下，上（shàng）下（xià）遊側（cè）密封環和密封（fēng）座的安全餘量均大於10倍，滿足設計要求。如圖2和圖3所示。 　　2.3球閥（fá）密封圈結構
　　豐寧密封環上的組合密封圈由聚氨酯環和O形圈組成。密封圈的設計需綜（zōng）合考慮密封材料、密封麵配合尺（chǐ）寸、滑動麵材料、加工精度、設計壓力（lì）以及閥體變形量等因素（sù），根（gēn）據密封廠（chǎng）家推薦，豐寧密封環上（shàng）的（de）組合密封圈，由高硬度耐磨的聚氨酯環和O形圈組成，此密封結構（gòu）補償量大，密封性能好，能夠滿足球閥密封麵配合（hé）尺寸以及各種（zhǒng）工況的使用要求。
　　結論
　　豐寧球閥選（xuǎn）用的密封材料具有足夠的（de）安全餘量，密封材料的選擇是合理的（de），密封的結構和形式能夠滿足在大修期間正常投退和密封性能，采用工作密封平壓完全可以保證工作密封在（zài）大修期內的使用壽命，能夠保證機組安全（quán）穩定運（yùn）行。