白山抽水蓄能电站安装了2台可逆机组，单机容量150MW。根据电站运行水头选择进水阀型式为
蝶阀，分别对2台机蝶阀进行试验研究是为了检验2台机蝶阀在动水状态下关闭的可靠性，获得蝶阀关闭规律（包括蝶阀操作力矩、蝶阀水力特性、蝶阀关闭时间等）和蝶阀本体在关闭过程中的稳定性参数，确定蝶阀关闭的安全系数，
一、试验目的
试验目的是检验蝶阀动水关闭的可靠性；测试蝶阀接力器开启过程中两腔操作油压的变化，计算蝶阀的操作力矩，判断动水关阀操作的正确性；测试蝶阀在动水关闭时的水力特性；测量蝶阀动水关闭过程中产生的最大噪声；测试蝶阀动水关闭过程中阀体前后水压（蜗壳压力和钢管压力）变化；分析阀体基础、接力器基础及阀体本身的振动变化趋势，以判断蝶阀动水关闭的安全程度。
二、蝶阀结构
白山抽水蓄能电站Ø4200
mm蝶阀为卧轴通流式、双平板、偏心结构，主密封采用整圈的实心高硬耐油橡胶密封，密封紧量可根据需要进行调整。蝶阀的开启与关闭由直缸摇摆接力器操作，接力器活塞环采用德国进口复合密封。上游侧设伸缩节与压力钢管焊接连接，伸缩节可移动法兰与阀体上游法兰用螺栓联接。此阀还设有旁通管路与空气阀等。
三、主要测试参数
主要测试参数包括蝶阀接力器上下腔油压；蝶阀前后压力钢管内水压力；蝶阀接力器位移（可换算活门转角）；机组功率；水头（上下游水位）；机组转速；阀体轴向位移；阀体轴向、径向振动；阀体基础、接力器基础的垂直、水平振动；机组轴系振动摆度。
四、试验工况
试验工况定为：空载、50%额定功率、100%额定功率3个工况，试验顺序由小到大进行。每个工况机组保持稳定运行5～10
min，并记录蝶阀关闭前的各稳定测试参数，随后记录蝶阀关闭过程中上述各参数的变化。
五、力矩计算
蝶阀动水关闭力矩包括主动力矩（M
gz）和阻力矩（M
gr）。主动力矩是动水力矩（M
ds）和重锤力矩（M
zc）（含偏心力矩）之和；阻力矩为轴承摩擦力矩（M
c）、油缸力矩（M
yg）、填料摩擦力矩（M
t）、密封面摩擦力矩（M
m）之和。用公式表示为
M
gz=M
ds+M
zd（1）
M
gr=M
c+M
yg+M
t+M
m（2）
蝶阀动水关闭时的安全系数定义：安全系数=（动水力矩+重锤力矩）/（轴承摩擦力矩+填料摩擦力矩+密封面摩擦力矩），用公式表示为
S
n=（M
ds+M
zc）/（M
c+M
t+M
m）（3）
在蝶阀试验数据中，蝶阀开度均遵循以下定义：0°全关，90°全开。
油缸阻矩在计算关闭安全系数时不考虑，因为它随接力器下腔排油会降低的，在关闭过程中使蝶阀近似保持匀速运动。
以上安全系数仅考虑在动水力矩与重锤力矩动水关闭，实际操作时接力器也要参与关闭，所以实际的安全系数要远远大于理论计算的安全系数。
六、蝶阀动水关闭时各测值趋势分析
蝶阀关闭过程中的主要参数变化趋势包括各工况下蝶阀接力器行程（转角）、蝶阀前后水压、蝶阀接力器上下腔油压随蝶阀关闭的变化，此外还包括蝶阀轴向位移、蝶阀体的振动（垂直、水平）、蝶阀基础振动（垂直、水平）、蝶阀接力器基础振动（垂直、水平）以及机组三导（上导、下导、水导）摆度。下面给出了2号机100%额定负荷时蝶阀关闭过程中各测值的变化趋势。此时发电机带有功功率144.91MW，导叶开度为92.2%，蝶阀关闭前后各参数变化见表1，趋势图见图1至图3。
七、结论
蝶阀动水关闭试验是在上游水位为402.108
m、下游水位为290.20
m、电站水头为111.88
m下进行的。由于蝶阀动水关闭试验是危险性试验，为了安全起见，试验只进行3个工况，即空载、50%额定负荷及100%额定负荷。试验的目的主要是验证100%额定负荷工况蝶阀动水关闭的可靠性、关阀操作的准确性，测试蝶阀在动水关闭时的水力特性以及机组摆度、阀体结构的振动变化趋势，以判断蝶阀动水关闭安全程度。3个试验工况数据表明：100%额定负荷的动水关闭对机组的稳定性、蝶阀基础及蝶阀本体的振动、钢管水压上升、蝶阀轴向位移、噪声等影响是最严重的。试验结论如下。
（1）蝶阀接力器行程变化趋势及关闭安全系数（大于1）证明了蝶阀完全能够实现动水关闭。安全系数仅考虑动水力矩与重锤力矩动水关闭，实际操作时接力器也要参与关闭，所以实际的安全系数远远大于计算值。
（2）蝶阀关闭过程中的最大噪声为111.14dB。
（3）蝶阀在试验水头下动水关闭后的最大水压上升值为144.48
m（水压上升率为9.40%），没有超出调保计算保证值180
m。
（4）蝶阀关闭时间为72.84
s，在厂家规定的30～90
s范围内。
（5）蝶阀接力器行程（活门转角）随时间变化趋势正确。
（6）蝶阀接力器上下腔油压随时间变化趋势合理，限制关阀速度的最大阻尼油压达到9.50MPa，超出了蝶阀操作油压6.3MPa，建议电厂对压油装置进行强度校核，以保证设备的安全。
（7）蝶阀前后压力（钢管、蜗壳）随时间变化趋势正常。
（8）蝶阀在动水关闭过程中最大水平轴向位移为299.4
μm，小于厂家规定值1.5
mm。
（9）动水关闭过程中，主动力矩和阻力矩变化趋势正常，最大主动力矩发生在活门转角50°～60°之间，阻力矩发生在活门转角50°上。
（10）蝶阀基础的垂直振动变化比较严重。实际测量蝶阀基础振动部位的垂直水平振动，其振动传感器安装位置设在阀体与混凝土连接的钢板上，两者以地脚螺栓相连，由于传感器安装的局限性，蝶阀基础的垂直振动代表的是具有弹性变形的钢体振动，虽然基础垂直振动达到634.23
μm，不能完全代表实际基础的振动，但间接能够反映出基础振动的严重程度。建议对基础部分进行强度校核，以保证蝶阀及钢管运行的安全。
（11）蝶阀关闭过程中的三导摆度和阀体本体及基础振动都比关闭前大，说明蝶阀动水关闭对机组、阀体及阀体基础振动摆动均产生不稳定影响。
白山抽水蓄能电站2号机蝶阀自进行动水关闭试验后运行至今蝶阀启闭工作正常，从试验数据分析和实际运行可知，蝶阀完全可以实现安全的动水关闭。
