循環(huán)水液控蝶閥振動(dòng)原因及防止
文章對循環(huán)水泵出口液控蝶閥振動(dòng)原因進(jìn)行了詳細分析,通過(guò)逐步采取措施成功消除了這一重大缺陷,為以后處理此類(lèi)問(wèn)題積累了經(jīng)驗。
大型水泵出口一般均裝設液控蝶閥，它承擔了水泵出口電動(dòng)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。液控蝶閥是根據啟、停泵的水力過(guò)渡過(guò)程理論，采用分階段、按程序開(kāi)、關(guān)閥，對防止水泵倒轉，抑制水壓波動(dòng)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)，但真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為如果忽略了它在供水系統中布置的合理性，使液控蝶閥投運后發(fā)生了振動(dòng)，就會(huì )影響機組的安全和穩定運行。特別是某單位循環(huán)水泵出口液控蝶閥，就多次因振動(dòng)劇烈、造成液控系統崩漏失壓，閥門(mén)關(guān)閉。檢修該閥門(mén)機組已多次被迫降負荷，為公司帶來(lái)巨大經(jīng)濟損失。
1、液控蝶閥產(chǎn)生振動(dòng)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，應盡量距離水泵遠一些，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的水泵葉輪甩出后，在其出口處會(huì )產(chǎn)生較大的旋流，流態(tài)十分復雜。當液控蝶閥距離水泵出口較近時(shí)，紊亂水流會(huì )對蝶板產(chǎn)生很大的沖擊力造成蝶閥振動(dòng)。
另外，不同類(lèi)型的水泵，出口水流特性和紊亂程度是不一樣的。從結構特點(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行的不利。
液控蝶閥如果能按設計要求裝設在循環(huán)水泵出口3～5倍距離就好了，但由于廠(chǎng)房場(chǎng)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(wèn)題。
1.2、液控蝶閥的補油壓力
閥門(mén)全開(kāi)后，為了保證重錘不振動(dòng)、不掉錘，液控蝶閥有自動(dòng)保壓的蓄能器系統。當系統壓力低于5.3MPa時(shí)，油泵自動(dòng)啟動(dòng)補油。而實(shí)際監測發(fā)現，當系統壓力低于6.2MPa時(shí)，重錘振動(dòng)就要加大;壓力越低，振動(dòng)越大。顯然，補油壓力設計值低，是引起振動(dòng)原因之一。
1.3、液控蝶閥的蝶板與閥軸固定軸銷(xiāo)強度
檢修中液控蝶閥解體后，發(fā)現蝶板與閥軸的4個(gè)固定軸銷(xiāo)全部振松，造成蝶板與閥軸不能有效固定，抗擊振動(dòng)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(dòng);并且隨運行時(shí)間的增加，固定軸銷(xiāo)越來(lái)越松，振動(dòng)也就越來(lái)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(gè)明顯的現象：兩閥投運時(shí)間、運行方式、參數是一樣的，但振動(dòng)情況卻大不一樣，見(jiàn)表1。
表1
B液控蝶閥振動(dòng)嚴重的多，并且B閥關(guān)閉后B循環(huán)水泵倒轉180r/min，遠遠超出了規定的倒轉不超過(guò)20%的要求(循環(huán)水泵轉速397r/min)，據此判斷B液控蝶閥關(guān)閉時(shí)蝶板沒(méi)有關(guān)嚴，同時(shí)說(shuō)明蝶板全開(kāi)時(shí)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(kāi)時(shí)與水平夾角達90，此時(shí)液控蝶閥流阻系數由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(dòng)大的原因。
1.5、結論
通過(guò)以上的分析和大修實(shí)際檢查驗證，引起循環(huán)水泵出口液控蝶閥振動(dòng)的原因主要有以下四點(diǎn)。
(1)液控蝶閥距離水泵出口近。
(2)液控蝶閥補油壓力設定值低。
(3)液控蝶閥蝶板與閥軸固定軸銷(xiāo)強度低。
(4)液控蝶閥蝶板調整不水平。
2、液控蝶閥振動(dòng)的防止
2.1、液控蝶閥入口安裝橡膠膨脹節
由于現場(chǎng)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(lái)的部分振動(dòng)，在液控蝶閥入口安裝JGD型可屈撓單球體橡膠膨脹節，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、提高液控蝶閥補油壓力
由現場(chǎng)觀(guān)察監測得知，液控系統油壓低于6.2MPa時(shí)，重錘擺動(dòng)開(kāi)始增大，可以采取把補油壓力由原來(lái)的5.3MPa提高為6.5MPa，確保重錘不掉錘、不擺動(dòng)。
2.3、增加液控蝶閥蝶板與閥軸固定軸銷(xiāo)直徑，提高軸銷(xiāo)強度
液控蝶閥安裝位置偏離了設計要求，蝶板與閥軸固定軸銷(xiāo)強度已不能滿(mǎn)足新環(huán)境的要求。經(jīng)計算，軸銷(xiāo)直徑由ф30mm增大為ф40mm，其強度增加了70%以上，試運行表明可滿(mǎn)足強度要求。
2.4、調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)入蝶閥內部觀(guān)察蝶板的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，保證以下幾點(diǎn)。
(1)蝶閥全開(kāi)時(shí)，蝶板開(kāi)度指針為00，全開(kāi)燈亮，液控系統壓力為停泵壓力9.8MPa，蝶板水平;固定好蝶板開(kāi)限位頂絲。
(2)蝶閥全關(guān)時(shí)，蝶板開(kāi)度指針為900，全關(guān)燈亮，液控系統壓力0，蝶板關(guān)嚴;固定好蝶板關(guān)限位頂絲。
通過(guò)上述措施，循環(huán)水泵出口A(yíng)、B液控蝶閥振動(dòng)在正常范圍內，未再發(fā)生閥門(mén)異常關(guān)閉事故。
