循环水液控蝶阀振动原因及防止

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)湖南省电力公司试验研究院 作者:冯爱华

  文章对循环水泵出口液控蝶阀振动原因进行了详细分析,通过逐步采取措施成功消除了这一重大缺陷,为以后处理此类问题积累了经验。

  大型水泵出口一般均装设液控蝶阀,它承担了水泵出口电动闸阀的作用,又有止回阀的功能,具有一阀代两阀的优点,减少了占地面积,降低了投资。液控蝶阀是根据启、停泵的水力过渡过程理论,采用分阶段、按程序开、关阀,对防止水泵倒转,抑制水压波动和水锤产生具有良好的效果。

  液控蝶阀虽具有上述优点,但真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为如果忽略了它在供水系统中布置的合理性,使液控蝶阀投运后发生了振动,就会影响机组的安全和稳定运行。特别是某单位循环水泵出口液控蝶阀,就多次因振动剧烈、造成液控系统崩漏失压,阀门关闭。检修该阀门机组已多次被迫降负荷,为公司带来巨大经济损失。

1、液控蝶阀产生振动的原因分析

1.1、液控蝶阀在水泵出口的位置

  液控蝶阀布置在水泵的出口,应尽量距离水泵远一些,一般为液控蝶阀通径的3倍~5倍为宜。该公司液控蝶阀通径1.8m,按要求应距离循环水泵5.4m~9m,但实际上距离只有2.8m。水泵出口的水流被高速旋转的水泵叶轮甩出后,在其出口处会产生较大的旋流,流态十分复杂。当液控蝶阀距离水泵出口较近时,紊乱水流会对蝶板产生很大的冲击力造成蝶阀振动。

  另外,不同类型的水泵,出口水流特性和紊乱程度是不一样的。从结构特点上讲,该公司采用的单级、单吸、立式离心水泵其出口水流特性是最差的(相对于轴流泵、双吸式离心泵、卧式离心泵),这就更增加了对液控蝶阀运行的不利。

  液控蝶阀如果能按设计要求装设在循环水泵出口3~5倍距离就好了,但由于厂房场地限制,液控蝶阀的安装位置不可能再变化,可以采取提高液控蝶阀抗振性能的方法,解决这一问题。

1.2、液控蝶阀的补油压力

  阀门全开后,为了保证重锤不振动、不掉锤,液控蝶阀有自动保压的蓄能器系统。当系统压力低于5.3MPa时,油泵自动启动补油。而实际监测发现,当系统压力低于6.2MPa时,重锤振动就要加大;压力越低,振动越大。显然,补油压力设计值低,是引起振动原因之一。

1.3、液控蝶阀的蝶板与阀轴固定轴销强度

  检修中液控蝶阀解体后,发现蝶板与阀轴的4个固定轴销全部振松,造成蝶板与阀轴不能有效固定,抗击振动的油压不能有效建立在蝶板上,紊乱水流冲击蝶板形成振动;并且随运行时间的增加,固定轴销越来越松,振动也就越来越大,形成恶性循环。

1.4、液控蝶阀的蝶板水平度

  对照两台水泵出口液控蝶阀还有一个明显的现象:两阀投运时间、运行方式、参数是一样的,但振动情况却大不一样,见表1。

表1

循环水液控蝶阀振动原因及防止

  B液控蝶阀振动严重的多,并且B阀关闭后B循环水泵倒转180r/min,远远超出了规定的倒转不超过20%的要求(循环水泵转速397r/min),据此判断B液控蝶阀关闭时蝶板没有关严,同时说明蝶板全开时不水平。大修中,液控蝶阀解体后印证了这一判断:B液控蝶阀蝶板全开时与水平夹角达90,此时液控蝶阀流阻系数由0.24增加为0.34,阻力增大了40%以上,这是B阀为什么比A阀振动大的原因。

1.5、结论

  通过以上的分析和大修实际检查验证,引起循环水泵出口液控蝶阀振动的原因主要有以下四点。

  (1)液控蝶阀距离水泵出口近。

  (2)液控蝶阀补油压力设定值低。

  (3)液控蝶阀蝶板与阀轴固定轴销强度低。

  (4)液控蝶阀蝶板调整不水平。

2、液控蝶阀振动的防止

2.1、液控蝶阀入口安装橡胶膨胀节

  由于现场环境条件所制约,液控蝶阀位置不能再改变。为了减少循环水泵传来的部分振动,在液控蝶阀入口安装JGD型可屈挠单球体橡胶膨胀节,它具有弹性高、位移量大,吸振降噪效果好等特点,并且还方便了液控蝶阀的拆装。

2.2、提高液控蝶阀补油压力

  由现场观察监测得知,液控系统油压低于6.2MPa时,重锤摆动开始增大,可以采取把补油压力由原来的5.3MPa提高为6.5MPa,确保重锤不掉锤、不摆动。

2.3、增加液控蝶阀蝶板与阀轴固定轴销直径,提高轴销强度

  液控蝶阀安装位置偏离了设计要求,蝶板与阀轴固定轴销强度已不能满足新环境的要求。经计算,轴销直径由ф30mm增大为ф40mm,其强度增加了70%以上,试运行表明可满足强度要求。

2.4、调整液控蝶阀蝶板水平度

  蝶板水平度一定要在液控蝶阀就地安装好后,进入蝶阀内部观察蝶板的开关状态,保证以下几点。

  (1)蝶阀全开时,蝶板开度指针为00,全开灯亮,液控系统压力为停泵压力9.8MPa,蝶板水平;固定好蝶板开限位顶丝。

  (2)蝶阀全关时,蝶板开度指针为900,全关灯亮,液控系统压力0,蝶板关严;固定好蝶板关限位顶丝。

  通过上述措施,循环水泵出口A、B液控蝶阀振动在正常范围内,未再发生阀门异常关闭事故。

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