蒸汽控制閥的設計及噪聲分析

　　介紹了蒸汽控制閥的結構、主要特點(diǎn)、工作原理和主要部件的設計，分析了閥門(mén)在不同開(kāi)度下閥內流體的流動(dòng)情況，論證了閥內消音孔罩對降噪所起的作用。

1、概述

　　蒸汽控制閥是“熱電聯(lián)產(chǎn)工程”和“供熱供汽工程”中減溫減壓裝置穩定、安全、經(jīng)濟和持續運行的部件之一。隨著(zhù)我國大容量發(fā)電機組、百萬(wàn)噸級乙烯工程、天然氣工程和高能核電工程等的發(fā)展，對減溫減壓裝置的需求不斷擴大，對其性能要求也越來(lái)越高。蒸汽控制閥的研制與開(kāi)發(fā)解決了閥門(mén)要求具有高性能( 調節范圍大、精度高、節能效果好、使用壽命長(cháng)) 和高可靠性( 安全可靠) 的難題。

2、蒸汽控制閥的結構特點(diǎn)

　　蒸汽控制閥( 圖1) 由閥體、閥蓋、閥座、閥芯、消音罩、散熱架和氣動(dòng)執行機構等組成。閥體為鍛件，上腔采用無(wú)中法蘭自壓密封式結構( 圖2) ，介質(zhì)壓力越高，密封性越好。在上閥蓋襯套中設有透氣孔，內表面堆焊硬質(zhì)合金，具有良好的平衡性并減少與閥桿的摩擦力�？刂崎y采用單座結構，閥芯與閥座采用錐面密封( 圖3) ，密封面堆焊硬質(zhì)合金。

圖1 蒸汽控制閥

圖2 上腔壓力自緊式密封結構

圖3 閥芯、閥座密封結構

　　改變閥芯形狀閥門(mén)可以實(shí)現等百分比及線(xiàn)性等調節特性。閥芯與閥座在結構尺寸設計上采用流線(xiàn)型，使蒸汽流動(dòng)過(guò)程中無(wú)阻礙，有利于壓力恢復和避免噪聲。在上腔和下腔中，閥芯都有導向套，減少了閥芯振動(dòng)，即降低了噪聲。多層降噪節流孔板根據小孔消聲器原理設計，節流、消音、穩流效果明顯，使設備運行更穩定、更安靜。

3、結語(yǔ)

　　通過(guò)對控制閥流場(chǎng)和聲場(chǎng)的研究，得到了噪聲的分布規律和各監測點(diǎn)的總聲壓級。

　　(1) 穩態(tài)結果表明，噪聲最大點(diǎn)位于速度最大和湍流強度最大的地方，即兩個(gè)孔板后方延伸區域和孔板后空腔的外側一周。

　　(2) 無(wú)孔板控制閥的噪聲比有孔板的控制閥高約30dB，流速和湍流強度也明顯高于有孔板的控制閥，說(shuō)明孔板可以實(shí)現多級減壓、降低流速，并可以有效降低流動(dòng)噪聲。

　　(3) 沿出口方向各監測點(diǎn)的頻譜圖和總聲壓級大小表明，控制閥噪聲呈寬頻特性，峰值頻率集中在0 ～600Hz 范圍內，總聲壓級大小符合國家標準的要求。

　　(4) 控制閥內噪聲的周向分布呈兩個(gè)圓部分相交的形狀，說(shuō)明閥內氣動(dòng)噪聲有明顯的指向性。