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電動蒸汽溫度調節閥振動產生的原因及解決辦法
發布時間:2021-04-19   點擊次數:2261次

  調節閥又名控制閥(包括氣動薄膜蒸汽溫度壓力流量調節閥、電動蒸汽溫度調節閥),是一種帶有執行機構的閥門。依據控制單元輸出的信號,調節閥通過執行機構改變閥門開度,可實現對系統中壓力、流量、溫度等工藝參數的控制以滿足現場需求。隨著現代化工業自動化程度的不斷提高,調節閥日益廣泛地應用于石油、化工、制藥、能源等工業部門,發揮著不可替代的作用。調節閥的典型應用有:安裝于鍋爐與汽輪機之間的,用于調節流量的主蒸汽調節閥;應用于壓力管線或容器的,用于調定系統高壓力的安全閥或泄壓閥等。伴隨高溫高壓、大流量、大壓差等嚴酷工況而來的各類問題仍未得到完*,其中計節閥振動瓿較為突出。

  調節閥振動會嚴重影響設備的安全運行。振動會對調節閥相邊的多種部件產生損傷,并最終導致調節閥工作效率低下或失效。

1、調節閥振動的產生原因

  電動蒸汽溫度調節閥在不同應用場合中中,工作條件與結構形式有很大的差別,其振動產生的原因也有所不同,主要可分為外激振動和流激振動兩大類。

(1)外激振動

  外激振動是指調節閥所在系統或系統中其他部件處于振動狀態時,振動通過管線等連接件傳遞至調節閥,從而引發調節閥的振動。外激振動雖然也會對調節閥的工作性能產生影響,但其產生的根源并不在調節閥中。

(2)流激振動

  流激振動是指由閥內流體流動引發的調節閥振動,是調節閥振動產生產主要問題。當前對流激振動的原因分類沒有形成定論,不同的研究者有不同的分類方法。調節閥流激振動又可分為渦激振動、聲腔共振、空化振動、不穩定流動導致的振動和流體彈性不穩定導致的振動五個小類。

a、渦激振動是指由于旋渦引發的振動,可以分為旋渦脫落和湍流脈動引發的振動兩種。

  由旋渦脫落引發的振動是指流體流經非流線型的障礙物時產生非定常的旋渦脫落,并對障礙物產生變化的載荷,從而激發的結構振動響應。在調節閥中當流體流經閘閥閘板和蝶閥這兩類具有簡單幾何結構的節流件時,易發生顯著的旋渦脫落,并因此引發的振動。

b、湍流脈動引發的振動是指由于湍流中水流質點的彌散,湍流內及湍流邊界上各點壓力在空間和時間上表現出具有隨機性的脈動從而引發的結構振動響應。從物理結構上看,湍流是由不同尺度的旋渦疊合而成的流動。像類此工況如選用節流套筒結構的調節閥形式,對振動的特性影響很小。

(3)聲腔振動

  是指由于空腔結構中流體壓力波動的頻率接近或等于空腔的聲學固有頻率時發生的振動。

(4)空化振動

  是指由于閥內流場中發生空化現象而導致的振動。

(5)不穩定流動導致振動

  是指流體力隨著流動形式變化而變化引發的結構振動響應。不穩定流動導致的振動在用于熱電廠等汽輪機蒸汽調節閥上情況出現的比較多。

(6)流體彈性不穩定導致的振動

  是指由于流體力、彈性力和慣性力的耦合作用導致彈性結構發生振幅不衰減的自激振動。

2、調節閥振動的解決方法

  調節閥振動的產生可份為兩個環節:一是振源輸出不平衡的擾動;二是調節閥固體結構在振源的激勵下形成振動禹應。與此相對地,調節閥振動的抑制措施也可以分為兩類,即根源振與傳播振。

(1)根據減振

  根源減振即對調節閥結構振動現象進行機理分板,確定振動產生的根源,并針對性地采取相應措施抑制振源,從而達到減振的目的。

(2)傳播減振

  即直接針對調節閥固體結構振動現象,采取相應的措施限制結構的振動,從而達到減振的目 的。常見的調節閥傳播減振措施有阻尼減振與剛度提升兩種。

  振動會使調節閥及閥控系統工作性能下降乃至子出現失效,還會影響生產安全。

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