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樂控儀表（杭州）有限公司
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電動蒸汽溫度調節(jié)閥振動產(chǎn)生的原因及解決辦法
2021-4-19 閱讀(9393)
調節(jié)閥又名控制閥（包括氣動薄膜蒸汽溫度壓力流量調節(jié)閥、電動蒸汽溫度調節(jié)閥），是一種帶有執(zhí)行機構的閥門。依據(jù)控制單元輸出的信號，調節(jié)閥通過執(zhí)行機構改變閥門開度，可實現(xiàn)對系統(tǒng)中壓力、流量、溫度等工藝參數(shù)的控制以滿足現(xiàn)場需求。隨著現(xiàn)代化工業(yè)自動化程度的不斷提高，調節(jié)閥日益廣泛地應用于石油、化工、制藥、能源等工業(yè)部門，發(fā)揮著不可替代的作用。調節(jié)閥的典型應用有：安裝于鍋爐與汽輪機之間的，用于調節(jié)流量的主蒸汽調節(jié)閥；應用于壓力管線或容器的，用于調定系統(tǒng)高壓力的安全閥或泄壓閥等。伴隨高溫高壓、大流量、大壓差等嚴酷工況而來的各類問題仍未得到完*，其中計節(jié)閥振動瓿較為突出。
調節(jié)閥振動會嚴重影響設備的安全運行。振動會對調節(jié)閥相邊的多種部件產(chǎn)生損傷，并最終導致調節(jié)閥工作效率低下或失效。
1、調節(jié)閥振動的產(chǎn)生原因
電動蒸汽溫度調節(jié)閥在不同應用場合中中，工作條件與結構形式有很大的差別，其振動產(chǎn)生的原因也有所不同，主要可分為外激振動和流激振動兩大類。
（1）外激振動
外激振動是指調節(jié)閥所在系統(tǒng)或系統(tǒng)中其他部件處于振動狀態(tài)時，振動通過管線等連接件傳遞至調節(jié)閥，從而引發(fā)調節(jié)閥的振動。外激振動雖然也會對調節(jié)閥的工作性能產(chǎn)生影響，但其產(chǎn)生的根源并不在調節(jié)閥中。
（2）流激振動
流激振動是指由閥內流體流動引發(fā)的調節(jié)閥振動，是調節(jié)閥振動產(chǎn)生產(chǎn)主要問題。當前對流激振動的原因分類沒有形成定論，不同的研究者有不同的分類方法。調節(jié)閥流激振動又可分為渦激振動、聲腔共振、空化振動、不穩(wěn)定流動導致的振動和流體彈性不穩(wěn)定導致的振動五個小類。
a、渦激振動是指由于旋渦引發(fā)的振動，可以分為旋渦脫落和湍流脈動引發(fā)的振動兩種。
由旋渦脫落引發(fā)的振動是指流體流經(jīng)非流線型的障礙物時產(chǎn)生非定常的旋渦脫落，并對障礙物產(chǎn)生變化的載荷，從而激發(fā)的結構振動響應。在調節(jié)閥中當流體流經(jīng)閘閥閘板和蝶閥這兩類具有簡單幾何結構的節(jié)流件時，易發(fā)生顯著的旋渦脫落，并因此引發(fā)的振動。
b、湍流脈動引發(fā)的振動是指由于湍流中水流質點的彌散，湍流內及湍流邊界上各點壓力在空間和時間上表現(xiàn)出具有隨機性的脈動從而引發(fā)的結構振動響應。從物理結構上看，湍流是由不同尺度的旋渦疊合而成的流動。像類此工況如選用節(jié)流套筒結構的調節(jié)閥形式，對振動的特性影響很小。
（3）聲腔振動
是指由于空腔結構中流體壓力波動的頻率接近或等于空腔的聲學固有頻率時發(fā)生的振動。
（4）空化振動
是指由于閥內流場中發(fā)生空化現(xiàn)象而導致的振動。
（5）不穩(wěn)定流動導致振動
是指流體力隨著流動形式變化而變化引發(fā)的結構振動響應。不穩(wěn)定流動導致的振動在用于熱電廠等汽輪機蒸汽調節(jié)閥上情況出現(xiàn)的比較多。
（6）流體彈性不穩(wěn)定導致的振動
是指由于流體力、彈性力和慣性力的耦合作用導致彈性結構發(fā)生振幅不衰減的自激振動。
2、調節(jié)閥振動的解決方法
調節(jié)閥振動的產(chǎn)生可份為兩個環(huán)節(jié)：一是振源輸出不平衡的擾動；二是調節(jié)閥固體結構在振源的激勵下形成振動禹應。與此相對地，調節(jié)閥振動的抑制措施也可以分為兩類，即根源振與傳播振。
（1）根據(jù)減振
根源減振即對調節(jié)閥結構振動現(xiàn)象進行機理分板，確定振動產(chǎn)生的根源，并針對性地采取相應措施抑制振源，從而達到減振的目的。
（2）傳播減振
即直接針對調節(jié)閥固體結構振動現(xiàn)象，采取相應的措施限制結構的振動，從而達到減振的目 的。常見的調節(jié)閥傳播減振措施有阻尼減振與剛度提升兩種。
振動會使調節(jié)閥及閥控系統(tǒng)工作性能下降乃至子出現(xiàn)失效，還會影響生產(chǎn)安全。
