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电动蒸汽温度调节阀振动产生的原因及解决办法
发布时间:2021-04-19   点击次数:978次

  调节阀又名控制阀(包括气动薄膜蒸汽温度压力流量调节阀、电动蒸汽温度调节阀),是一种带有执行机构的阀门。依据控制单元输出的信号,调节阀通过执行机构改变阀门开度,可实现对系统中压力、流量、温度等工艺参数的控制以满足现场需求。随着现代化工业自动化程度的不断提高,调节阀日益广泛地应用于石油、化工、制药、能源等工业部门,发挥着不可替代的作用。调节阀的典型应用有:安装于锅炉与汽轮机之间的,用于调节流量的主蒸汽调节阀;应用于压力管线或容器的,用于调定系统高压力的安全阀或泄压阀等。伴随高温高压、大流量、大压差等严酷工况而来的各类问题仍未得到完*,其中计节阀振动瓿较为突出。

  调节阀振动会严重影响设备的安全运行。振动会对调节阀相边的多种部件产生损伤,并最终导致调节阀工作效率低下或失效。

1、调节阀振动的产生原因

  电动蒸汽温度调节阀在不同应用场合中中,工作条件与结构形式有很大的差别,其振动产生的原因也有所不同,主要可分为外激振动和流激振动两大类。

(1)外激振动

  外激振动是指调节阀所在系统或系统中其他部件处于振动状态时,振动通过管线等连接件传递至调节阀,从而引发调节阀的振动。外激振动虽然也会对调节阀的工作性能产生影响,但其产生的根源并不在调节阀中。

(2)流激振动

  流激振动是指由阀内流体流动引发的调节阀振动,是调节阀振动产生产主要问题。当前对流激振动的原因分类没有形成定论,不同的研究者有不同的分类方法。调节阀流激振动又可分为涡激振动、声腔共振、空化振动、不稳定流动导致的振动和流体弹性不稳定导致的振动五个小类。

a、涡激振动是指由于旋涡引发的振动,可以分为旋涡脱落和湍流脉动引发的振动两种。

  由旋涡脱落引发的振动是指流体流经非流线型的障碍物时产生非定常的旋涡脱落,并对障碍物产生变化的载荷,从而激发的结构振动响应。在调节阀中当流体流经闸阀闸板和蝶阀这两类具有简单几何结构的节流件时,易发生显著的旋涡脱落,并因此引发的振动。

b、湍流脉动引发的振动是指由于湍流中水流质点的弥散,湍流内及湍流边界上各点压力在空间和时间上表现出具有随机性的脉动从而引发的结构振动响应。从物理结构上看,湍流是由不同尺度的旋涡叠合而成的流动。像类此工况如选用节流套筒结构的调节阀形式,对振动的特性影响很小。

(3)声腔振动

  是指由于空腔结构中流体压力波动的频率接近或等于空腔的声学固有频率时发生的振动。

(4)空化振动

  是指由于阀内流场中发生空化现象而导致的振动。

(5)不稳定流动导致振动

  是指流体力随着流动形式变化而变化引发的结构振动响应。不稳定流动导致的振动在用于热电厂等汽轮机蒸汽调节阀上情况出现的比较多。

(6)流体弹性不稳定导致的振动

  是指由于流体力、弹性力和惯性力的耦合作用导致弹性结构发生振幅不衰减的自激振动。

2、调节阀振动的解决方法

  调节阀振动的产生可份为两个环节:一是振源输出不平衡的扰动;二是调节阀固体结构在振源的激励下形成振动禹应。与此相对地,调节阀振动的抑制措施也可以分为两类,即根源振与传播振。

(1)根据减振

  根源减振即对调节阀结构振动现象进行机理分板,确定振动产生的根源,并针对性地采取相应措施抑制振源,从而达到减振的目的。

(2)传播减振

  即直接针对调节阀固体结构振动现象,采取相应的措施限制结构的振动,从而达到减振的目 的。常见的调节阀传播减振措施有阻尼减振与刚度提升两种。

  振动会使调节阀及阀控系统工作性能下降乃至子出现失效,还会影响生产安全。

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