高性能蒸汽安全閥背壓腔壓力試驗研究

　　采用試驗研究的方法對高性能蒸汽安全閥背壓腔內部壓力在開(kāi)啟關(guān)閉過(guò)程的壓力建立進(jìn)行測量研究，得到背壓腔壓力在安全閥動(dòng)作過(guò)程中的變化曲線(xiàn)，分析了背壓調節裝置對背壓的影響。

1、概述

　　高性能蒸汽安全閥較常規安全閥，在開(kāi)啟壓力以及回座壓力等性能方面具有更嚴格的要求，工作狀況比常規安全閥更加苛刻。因此，高性能蒸汽安全閥在結構上與常規安全閥有著(zhù)很大的區別，除了增加了上調節圈外，還有一個(gè)對高性能蒸汽安全閥動(dòng)作性能起著(zhù)重要作用的背壓腔。本文通過(guò)試驗測量，得到背壓腔中壓力在安全閥動(dòng)作過(guò)程中的建壓曲線(xiàn)，及背壓調節機構對背壓腔建壓過(guò)程以及回座壓力的影響。

2、性能

　　背壓腔是安全閥結構中帶有背壓調節釘與背壓調節環(huán)兩個(gè)調節零件的腔體，能夠輔助提高安全閥的回座壓力。安全閥開(kāi)啟時(shí)，蒸汽介質(zhì)通過(guò)零部件之間的間隙進(jìn)入背壓腔中，在背壓腔中形成一定的背壓附加力。通過(guò)結構尺寸的合理匹配和調節機構的合理調節，使背壓腔的附加力在安全閥的回座階段適時(shí)地起作用，避免背壓在開(kāi)啟階段對安全閥的開(kāi)啟有影響，從而提高安全閥的回座壓力，即減小安全閥的啟閉壓差。

3、試驗方法

　　3.1、試驗系統

　　試驗系統( 圖1) 可測量的安全閥參數主要有入口壓力p、背壓腔壓力p'和閥門(mén)開(kāi)啟高度H 等。試驗選取蒸汽安全閥作為研究對象。在背壓腔內部重要位置安裝壓力傳感器，選擇4 個(gè)不同位置為測點(diǎn)( 圖2) 。測點(diǎn)1、2、3 和4 對應的壓力測點(diǎn)記為P1、P2、P3、P4。選2MPa 為試驗的整定點(diǎn)，調節背壓腔調節件，測量背壓腔內部的壓力。

　　3.2、背壓調節

　　背壓調節件有關(guān)閉、開(kāi)啟和全啟3 種狀態(tài)。調節釘與調節環(huán)通過(guò)螺紋連接進(jìn)行調節。將調節釘順時(shí)針旋轉到最低端( 即無(wú)法再旋轉) 為關(guān)閉狀態(tài)。然后以關(guān)閉狀態(tài)為起點(diǎn)逆時(shí)針調節所需要的角度(角度越大表示開(kāi)度越大) 。調節環(huán)上面標有0 刻度線(xiàn)，以0 刻度線(xiàn)為起始位置，向下?lián)軇?dòng)調節環(huán)，至所需的齒數( 齒數越多表示開(kāi)度越小) ，直到最低端無(wú)法轉動(dòng)為關(guān)閉狀態(tài)。

圖1 試驗系統

圖2 測點(diǎn)位置

5、結語(yǔ)

　　閥座密封寬度對密封副的結構應力和密封性能均有很大的影響。隨著(zhù)密封寬度的增大，密封副所受的應力和應變均增大，密封面所受的等效應力和接觸應力也增大，使密封性能提高，但隨之也導致了密封面上摩擦應力的增大，使密封圈的使用壽命縮短，因此，還應采取措施減小摩擦應力，延長(cháng)密封圈的使用壽命。