循环水液控蝶阀振动原因及防止

    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

    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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