朱君

摘?要：針對(duì)某電廠600MW汽輪機(jī)組所用的疏水?dāng)U容器減溫水調(diào)節(jié)閥振動(dòng)大的問(wèn)題進(jìn)行分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化，以達(dá)到減振的目的。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，原有的調(diào)節(jié)閥是單座調(diào)節(jié)閥，閥塞的上部和下部存在較大的壓力差，使得閥塞造成很大的振動(dòng)，并帶動(dòng)整個(gè)閥體劇烈振動(dòng)，多次將調(diào)節(jié)閥前后的管道振裂。因此，本文通過(guò)在閥塞上開(kāi)設(shè)平衡孔，減小閥塞上下部壓差，同時(shí)在閥塞外部加裝套筒，增大閥塞導(dǎo)向接觸面積，從而降低了閥塞和整個(gè)閥體的振動(dòng)，減振效果明顯。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥;振動(dòng);結(jié)構(gòu)優(yōu)化;振動(dòng)烈度

中圖分類(lèi)號(hào)：TH113;O242

本文針對(duì)某電廠600MW汽輪機(jī)組所用的疏水?dāng)U容器減溫水調(diào)節(jié)閥振動(dòng)很大的問(wèn)題進(jìn)行分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化，以達(dá)到減振的目的。疏水?dāng)U容器的作用是將汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中的疏水收集起來(lái)，進(jìn)行降壓擴(kuò)容，疏水被減溫水冷凝后進(jìn)入凝汽器。而減溫水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥給疏水進(jìn)行噴灑減溫，通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度調(diào)整減溫水的噴灑量。

1 調(diào)節(jié)閥振動(dòng)問(wèn)題分析

本文所分析的疏水?dāng)U容器減溫水調(diào)節(jié)閥在汽輪機(jī)組開(kāi)機(jī)時(shí)，需要通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，調(diào)整減溫水的噴灑量來(lái)對(duì)疏水進(jìn)行降溫。但是在調(diào)節(jié)閥運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)節(jié)閥會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)，特別是調(diào)節(jié)閥不全開(kāi)的時(shí)候，振動(dòng)越發(fā)劇烈，多次將與閥門(mén)連接的管道振裂。為解決這一問(wèn)題，檢修人員將調(diào)節(jié)閥前后管道和旁路管道都使用支架進(jìn)行了固定。但是這樣會(huì)使得調(diào)節(jié)閥自身開(kāi)始劇烈振動(dòng)，且固定管道的支架經(jīng)常損壞，需要頻繁更換。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥的入口接的是凝結(jié)水泵出口減溫水母管，其壓力為2.3～3.5MPa，而調(diào)節(jié)閥出口壓力和疏水?dāng)U容器內(nèi)的壓力相當(dāng)，約為6.1kPa，調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口存在很大的壓力差，結(jié)合圖1調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖可知：調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口的大壓差造成調(diào)節(jié)閥的閥塞上部與下部存在很大的不平衡力。這種不平衡力使得閥塞出現(xiàn)反復(fù)的上下振動(dòng)，同時(shí)此類(lèi)閥門(mén)的閥塞導(dǎo)向接觸面積比較小，當(dāng)閥塞上下振動(dòng)的過(guò)程中，還會(huì)發(fā)生圓周方向的小位移擺動(dòng)，這兩種振動(dòng)的疊加最終造成調(diào)節(jié)閥發(fā)生劇烈振動(dòng)，甚至導(dǎo)致管道和支架振壞的情況發(fā)生。

2 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

通過(guò)上述分析可知，調(diào)節(jié)閥的劇烈振動(dòng)時(shí)由于閥塞的上部和下部存在很大的不平衡力，且閥塞的導(dǎo)向接觸面積較小所造成的。為此，本文將對(duì)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)作出改進(jìn)。

首先，為降低閥塞上部和下部的不平衡力，在閥塞上沿軸向開(kāi)設(shè)若干個(gè)平衡孔，使閥塞上部和下部的流體通過(guò)平衡孔連通，從而大大降低兩者之間的壓力差，減小不平衡力?？紤]到平衡孔的數(shù)量不能開(kāi)的太小和太少，否則會(huì)影響減小不平衡力的效果;同時(shí)為了保證閥塞的強(qiáng)度和使用壽命，平衡孔的數(shù)量也不能太多和太大。通過(guò)查閱閥門(mén)手冊(cè)，確定平衡孔的數(shù)量為6個(gè)，平衡孔的直徑為八分之一閥塞直徑，改進(jìn)后的閥塞如圖2所示。

其次，調(diào)節(jié)閥的閥塞導(dǎo)向接觸面積較小也是造成閥門(mén)劇烈振動(dòng)的原因之一，本文采用在閥塞外部加裝套筒的方式來(lái)增大閥塞的導(dǎo)向接觸面積，此時(shí)減溫水需流經(jīng)套筒之后才能流向出口，所以套筒四周需開(kāi)設(shè)導(dǎo)流孔，且保證改造前后閥門(mén)的總通流面積保持不變。

調(diào)節(jié)閥原通流直徑D=75mm，因此，調(diào)節(jié)閥的通流面積為：

S原=πD?24=π×75?24=4417.86mm?2

本文選擇在套筒上開(kāi)設(shè)直徑分別為24mm與19mm的孔各6個(gè)，通過(guò)計(jì)算可知：

S改=6×πd?124+πd?224=6×π×24?24+π×19?24=4416.51mm2

δ=S原?S?改S原×100%=4417.86?4416.514417.86×100%≈0.03%

結(jié)構(gòu)更改之后，調(diào)節(jié)閥的通流面積跟原來(lái)相比，誤差在003%之內(nèi)，符合閥門(mén)設(shè)計(jì)要求，不會(huì)影響閥門(mén)的正常使用。套筒的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

調(diào)節(jié)閥改造完成后，將其重新安裝，在汽輪機(jī)組開(kāi)機(jī)時(shí)投入使用，改變調(diào)節(jié)閥在不同開(kāi)度下運(yùn)行，均無(wú)明顯振動(dòng)現(xiàn)象，經(jīng)測(cè)定結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥在25%、50%、75%和100%的開(kāi)度下，振動(dòng)烈度值分別為1.58mm/s、1.52mm/s、1.46mm/s和137mm/s，均在合理的振動(dòng)范圍內(nèi)，減振效果明顯。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)某電廠600MW汽輪機(jī)組所用的疏水?dāng)U容器減溫水調(diào)節(jié)閥振動(dòng)大的問(wèn)題進(jìn)行分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn)，得出以下結(jié)論：

（1）調(diào)節(jié)閥劇烈振動(dòng)的原因是調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口的大壓差導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥的閥塞上部和下部存在很大的不平衡力和閥塞導(dǎo)向接觸面積較小，造成調(diào)節(jié)閥發(fā)生劇烈振動(dòng)。

（2）通過(guò)采取在閥塞上開(kāi)設(shè)平衡孔、在閥塞外部加裝套筒以增大導(dǎo)向位移的方法對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，調(diào)節(jié)閥在不同開(kāi)度下運(yùn)行均無(wú)明顯振動(dòng)，振動(dòng)烈度值均在合理的振動(dòng)范圍內(nèi)，減振效果明顯。

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