上海申弘閥門有限公司作者
1 蒸汽減壓閥噪聲消除措施引言
蒸汽減壓閥在管道中一般應(yīng)當水平安裝。減壓閥前應(yīng)安裝過濾器,以防介質(zhì)中的雜物進入減壓閥,影響其性能。蒸汽減壓閥應(yīng)安裝在便于操作和維修的地方,并且必須倒立安裝在水平管道上,應(yīng)注意使管路中介質(zhì)的流向球閥、水力控制閥與閥體上箭頭所示方向一致,切勿反裝。一般減壓閥都要求進出口壓差必須≥0.2Mpa。減壓閥通常有DN15~DN400等多種規(guī)格,閥前、后的工作壓力分別為<1MPa和0.1~0.5MPa,調(diào)壓范圍誤差為±5%~10%。
山東某熱電廠減壓機構(gòu)中的一臺減壓調(diào)節(jié)閥,出現(xiàn)振動和噪聲過大,導致執(zhí)行機構(gòu)和閥桿的鏈接夾塊發(fā)生偏移,終導致定位器反饋桿脫離,閥門全開的狀況?,F(xiàn)場管道入口壓力35kg,出口壓力15kg,口徑DN200,正常流量10T/H,大30T/H,介質(zhì)為435℃蒸汽。基于現(xiàn)場狀況,對噪聲產(chǎn)生原因進行分析,使其在滿足壓力和流量要求的前提下,對系統(tǒng)進行改造。
一、閥后壓力不穩(wěn)定隨著閥前壓力變動而變動,產(chǎn)生原因:
1、閥芯被異物卡在;
2、閥桿、推桿卡住;
3、進液管道堵塞。
排除方法:
1、重新拆裝排除異物
2、重新調(diào)整;
3、疏通。
二、閥后壓力降不下來,始終在需求值上方變動,產(chǎn)生原因:
1、設(shè)定彈簧剛度太大;
2、閥口徑過大;
3、閥前壓力過高,減壓比過大。
排除方法:
1、更換彈簧;
2、更換較小口徑;
3、閥前壓:閥后壓超過10:1應(yīng)2級降壓。
三、閥后壓力升不上去,始終在需求值下方變動,產(chǎn)生原因:
1、設(shè)定彈簧剛度太小;
2、閥口徑過小;
3、減壓比過小。
排除方法:
1、更換彈簧;
2、更換較大口徑;
3、閥前壓:閥后壓低于1.25,應(yīng)提高閥前壓。
四、閥前壓力升不上去,始終在需求值下方動作,產(chǎn)生原因:
1、設(shè)定彈簧剛度太小;
2、閥芯被異物卡在;
3、閥桿、推桿卡住;
4、閥芯、閥座損壞,泄漏量過大;
5、閥口徑過大。
排除方法:
1、更換彈簧;
2、重新拆裝;
3、重新調(diào)整;
4、重新研磨或更換;
5、更換較小口徑。
五、閥前壓力降不下去,始終在需求值上方動作,產(chǎn)生原因:
1、設(shè)定彈簧剛度太大;
2、閥口徑太小;
3、閥芯、閥桿、推桿等卡死。
排除方法:
1、更換彈簧;
2、更換較大口徑;
3、排除卡死原因,重新調(diào)整。
六、閥后壓或閥前壓波動過于頻繁,產(chǎn)生原因:
1、閥口徑過大;
2、執(zhí)行機構(gòu)模室容量太小。
排除方法:
1、選擇適當?shù)拈y口徑;
2、在進液管道內(nèi)增設(shè)阻尼器。
蒸汽減壓閥噪聲消除措施
減壓閥是一種利用介質(zhì)自身能量來調(diào)節(jié)與控制管路壓力的智能型閥門。用于生活給水、消防給水及其他工業(yè)給水系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)閥減壓導閥,即可調(diào)節(jié)主閥的出口壓力,我們要重視日常維護。
調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)(閥門)兩部分組成。調(diào)節(jié)閥工作過程中普遍存在著噪聲,這是調(diào)節(jié)閥內(nèi)在的湍流和能量吸收所引發(fā)的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)閥運行環(huán)境中的主要噪聲為機械振動噪聲、液體動力噪聲和氣體動力噪聲。現(xiàn)場介質(zhì)為435℃蒸汽,所以設(shè)計時主要考慮機械振動噪聲和氣體動力噪聲即可。
由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化,通過導閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小,實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。
是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量,將介質(zhì)的壓力降低,同時借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度,使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi),并在閥體內(nèi)或閥后噴入冷卻水,將介質(zhì)的溫度降低,這種閥門稱為減壓減溫閥。該閥的特點,是在進口壓力不斷變化的情況下,保持出口聽壓力和溫度值在一定的范圍內(nèi)。
是一種利用介質(zhì)自身能量來調(diào)節(jié)與控制管路壓力的智能型閥門。用于生活給水、消防給水及其他工業(yè)給水系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)閥減壓導閥,即可調(diào)節(jié)主閥的出口壓力。出口壓力不因進口壓力、進口流量的變化而變化,安全可靠地將出口壓力維持在設(shè)定植上,并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)設(shè)定值達到減壓的目的。該閥減壓精確,性能穩(wěn)定、安全可靠、安裝調(diào)節(jié)方便,使用壽命長。
2 蒸汽減壓閥噪聲消除措施噪聲估計
在把現(xiàn)有的噪聲預估方法進行比較分析之后,表明某公司所研究和提供的公式是比較方便的計算方法。 根據(jù)p1=35kg=3500kPa,p2=15kg=1500kPa,F(xiàn)L≈0.90,D=200mm,η=9×10-4,Tsh=435℃,H=4.5mm,Kv11.60可計算得,Lp≈123.04dB(A)。該噪聲級別較高,必須進行降噪處理。調(diào)節(jié)閥出口流速過高時產(chǎn)生的噪聲,根據(jù)介質(zhì)流速的馬赫數(shù)Ma可以判斷其程度。經(jīng)過計算得Ma≈0.134<0.33。噪聲小,可忽略。
蒸汽減壓閥拆除時,用鋼字在蒸汽減壓閥上及與閥門相連的法蘭上,打好檢修編號,并記錄該閥門的工作介質(zhì)、工作壓力和工作溫度,以便修理時選用相應(yīng)材料。檢修閥門時,要求在干凈的環(huán)境中進行。首先清理蒸汽減壓閥外表面,或用壓縮空氣吹或用煤油清洗。但要記清銘牌及其他標識。檢查外表損壞情況,并作記錄。接著拆卸蒸汽減壓閥各另部件,用煤油清洗(不要用汽油清洗,以免引起火災),檢查另部件損壞情況,并作記錄。對閥體閥蓋進行強度試驗。如系高壓閥門,還要進行無損探傷,如超聲波探傷,X光探傷。 對密封圈可用紅丹粉檢驗,閥座、閥瓣(閥辦)的吻合度。檢查閥桿是否彎曲,有否腐蝕,螺紋磨損如何。檢查閥桿螺母磨損程度。
對檢查到的問題進行處理。閥體補焊缺陷。堆焊或更新密封圈。校直或更換閥桿。修理一切應(yīng)修理的另部件;不能修復者更換。
重新組裝蒸汽減壓閥。組裝時,墊片、填料要全部更換。
進行強度試驗和密封性試驗。
3 蒸汽減壓閥噪聲消除措施噪聲消除措施
根據(jù)現(xiàn)場狀況,主要考慮通過管路改造和閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造,來消除振動和噪聲。但是現(xiàn)場管路布置在初上生產(chǎn)線時即已確定,再添加旁路工期較長。于是閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造成為關(guān)鍵。結(jié)合閥門,經(jīng)過改造設(shè)計計算,主要對閥芯和套筒結(jié)構(gòu)進行了改進。設(shè)計采用閥門內(nèi)件換成平衡閥芯兩層降壓降噪套筒結(jié)構(gòu),便于流速分布均勻,降低閥塞和閥座之間的壓差,改善湍流狀態(tài),并增大磨損,消耗聲能,從而降低噪聲。
在套筒調(diào)節(jié)閥中,高速介質(zhì)流經(jīng)普通套筒閥時,介質(zhì)從套筒璧四周窗口流入套筒中心,然后匯集流向閥后,在套筒中產(chǎn)生漩渦流、二次流等復雜流動。由于突然的收縮和突然擴大,使流場極不均勻,極易產(chǎn)生強大的噪聲。改善流場就能夠降低噪聲。本文中套筒采用小孔形套筒,這些小孔可使流道分散、摩擦阻力增加、流場分布均勻、不產(chǎn)生大的漩渦流,從而降低噪聲。
降壓套筒采用兩層結(jié)構(gòu),較低噪音套筒調(diào)節(jié)閥的一層套筒,可大幅度降低高壓差氣體或蒸汽所產(chǎn)生的噪聲,而且特別適用于高壓差的場合。套筒設(shè)計主要是小孔的孔數(shù)的設(shè)計,為了保證閥大開度時的流通能力,小孔面積按照調(diào)節(jié)閥的閥座的面積乘上一定的系數(shù)(系數(shù)在1.2~1.5之間)。由于氣體是可壓縮性流體,壓力降低時體積急劇膨脹,因此進行流道設(shè)計時要將套筒窗口流通截面即小孔直徑從下到上逐級放大。另外孔的列數(shù)取偶數(shù),有利于介質(zhì)在套筒中間互相沖擊而把靜壓能量消耗掉,降低噪聲,避免振動。套筒結(jié)構(gòu)如所示。
閥芯結(jié)構(gòu)采用平衡式。平衡閥芯和非平衡閥芯相比,可以減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力。閥芯用固定在兩層套筒上的緊定螺釘,配合閥芯上的導向槽,來控制閥芯徑向旋轉(zhuǎn)并對軸向運動行程進行限位,具體結(jié)構(gòu)圖所示。
4 蒸汽減壓閥噪聲消除措施實驗與結(jié)論
按照GB/T12245-2006減壓閥性能試驗方法進行試驗,出廠試驗項目主要包括殼體強度、密封性能和調(diào)壓性能。經(jīng)過100-110kg冷水打壓實驗,閥門開度和流量特性曲線滿足等百分比關(guān)系??紤]到閥門在啟閉和小流量開度時,高壓差全部集中在閥芯和閥座的密封面上,高速流體會對密封面造成嚴重沖刷,甚至產(chǎn)生空化氣蝕。為了保護閥內(nèi)件不受損壞,延長閥門的使用壽命,特設(shè)計5%以下的行程為空行程。
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