循環(huán)水液控蝶閥振動原因及防止
循環(huán)水液控蝶閥振動原因及防止
大型水泵出口一般均裝設(shè)液控蝶閥，它承擔(dān)了水泵出口電動閘閥的作用，又有止回閥的功能，具有一閥代兩閥的優(yōu)點(diǎn)，減少了占地面積，降低了投資。液控蝶閥是根據(jù)啟、停泵的水力過渡過程理論，采用分階段、按程序開、關(guān)閥，對防止水泵倒轉(zhuǎn)，抑制水壓波動和水錘產(chǎn)生具有良好的效果。
液控蝶閥雖具有上述優(yōu)點(diǎn)，但如果忽略了它在供水系統(tǒng)中布置的合理性，使液控蝶閥投運(yùn)后發(fā)生了振動，就會影響機(jī)組的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。特別是某單位循環(huán)水泵出口液控蝶閥，就多次因振動劇烈、造成液控系統(tǒng)崩漏失壓，閥門關(guān)閉。檢修該閥門機(jī)組已多次被迫降負(fù)荷，為公司帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。
1 液控蝶閥產(chǎn)生振動的原因分析
1.1 液控蝶閥在水泵出口的位置
液控蝶閥布置在水泵的出口，應(yīng)盡量距離水泵遠(yuǎn)一些，一般為液控蝶閥通徑的3倍～5倍為宜。該公司液控蝶閥通徑1.8m，按要求應(yīng)距離循環(huán)水泵5.4m～9m，但實(shí)際上距離只有2.8m。水泵出口的水流被高速旋轉(zhuǎn)的水泵葉輪甩出后，在其出口處會產(chǎn)生較大的旋流，流態(tài)十分復(fù)雜。當(dāng)液控蝶閥距離水泵出口較近時，紊亂水流會對蝶板產(chǎn)生很大的沖擊力造成蝶閥振動。
另外，不同類型的水泵，出口水流特性和紊亂程度是不一樣的。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上講，該公司采用的單級、單吸、立式離心水泵其出口水流特性是最差的（相對于軸流泵、雙吸式離心泵、臥式離心泵），這就更增加了對液控蝶閥運(yùn)行的不利。
液控蝶閥如果能按設(shè)計要求裝設(shè)在循環(huán)水泵出口3～5倍距離就好了，但由于廠房場地限制，液控蝶閥的安裝位置不可能再變化，可以采取提高液控蝶閥抗振性能的方法，解決這一問題。
1.2 液控蝶閥的補(bǔ)油壓力
閥門全開后，為了保證重錘不振動、不掉錘，液控蝶閥有自動保壓的蓄能器系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于5.3MPa時，油泵自動啟動補(bǔ)油。而實(shí)際監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于6.2MPa時，重錘振動就要加大；壓力越低，振動越大。顯然，補(bǔ)油壓力設(shè)計值低，是引起振動原因之一。
1.3 液控蝶閥的蝶板與閥軸固定軸銷強(qiáng)度
檢修中液控蝶閥解體后，發(fā)現(xiàn)蝶板與閥軸的4個固定軸銷全部振松，造成蝶板與閥軸不能有效固定，抗擊振動的油壓不能有效建立在蝶板上，紊亂水流沖擊蝶板形成振動；并且隨運(yùn)行時間的增加，固定軸銷越來越松，振動也就越來越大，形成惡性循環(huán)。
1.4 液控蝶閥的蝶板水平度
對照兩臺水泵出口液控蝶閥還有一個明顯的現(xiàn)象：兩閥投運(yùn)時間、運(yùn)行方式、參數(shù)是一樣的，但振動情況卻大不一樣，見表1。
表1
B液控蝶閥振動嚴(yán)重的多，并且B閥關(guān)閉后B循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)180r/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定的倒轉(zhuǎn)不超過20%的要求（循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速397r/min），據(jù)此判斷B液控蝶閥關(guān)閉時蝶板沒有關(guān)嚴(yán)，同時說明蝶板全開時不水平。大修中，液控蝶閥解體后印證了這一判斷：B液控蝶閥蝶板全開時與水平夾角達(dá)90，此時液控蝶閥流阻系數(shù)由0.24增加為0.34，阻力增大了40%以上，這是B閥為什么比A閥振動大的原因。
1.5 結(jié)論
通過以上的分析和大修實(shí)際檢查驗(yàn)證，引起循環(huán)水泵出口液控蝶閥振動的原因主要有以下四點(diǎn)。
（1）液控蝶閥距離水泵出口近。
（2）液控蝶閥補(bǔ)油壓力設(shè)定值低。
（3）液控蝶閥蝶板與閥軸固定軸銷強(qiáng)度低。
（4）液控蝶閥蝶板調(diào)整不水平。
2 液控蝶閥振動的防止
2.1 液控蝶閥入口安裝橡膠膨脹節(jié)
由于現(xiàn)場環(huán)境條件所制約，液控蝶閥位置不能再改變。為了減少循環(huán)水泵傳來的部分振動，在液控蝶閥入口安裝JGD型可屈撓單球體橡膠膨脹節(jié)，它具有彈性高、位移量大，吸振降噪效果好等特點(diǎn)，并且還方便了液控蝶閥的拆裝。
2.2 提高液控蝶閥補(bǔ)油壓力
由現(xiàn)場觀察監(jiān)測得知，液控系統(tǒng)油壓低于6.2MPa時，重錘擺動開始增大，可以采取把補(bǔ)油壓力由原來的5.3MPa提高為6.5MPa，確保重錘不掉錘、不擺動。
2.3 增加液控蝶閥蝶板與閥軸固定軸銷直徑，提高軸銷強(qiáng)度
液控蝶閥安裝位置偏離了設(shè)計要求，蝶板與閥軸固定軸銷強(qiáng)度已不能滿足新環(huán)境的要求。經(jīng)計算，軸銷直徑由ф30mm增大為ф40mm，其強(qiáng)度增加了70%以上，試運(yùn)行表明可滿足強(qiáng)度要求。
2.4 調(diào)整液控蝶閥蝶板水平度
蝶板水平度一定要在液控蝶閥就地安裝好后，進(jìn)入蝶閥內(nèi)部觀察蝶板的開關(guān)狀態(tài)，保證以下幾點(diǎn)。
（1）蝶閥全開時，蝶板開度指針為00，全開燈亮，液控系統(tǒng)壓力為停泵壓力9.8MPa，蝶板水平；固定好蝶板開限位頂絲。
（2）蝶閥全關(guān)時，蝶板開度指針為900，全關(guān)燈亮，液控系統(tǒng)壓力0，蝶板關(guān)嚴(yán)；固定好蝶板關(guān)限位頂絲。
通過上述措施，循環(huán)水泵出口A、B液控蝶閥振動在正常范圍內(nèi)，未再發(fā)生閥門異常關(guān)閉事故。
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