電動(dòng)蒸汽溫度調(diào)節(jié)閥振動(dòng)產(chǎn)生的原因及解決辦法

  調(diào)節(jié)閥又名控制閥（包括氣動(dòng)薄膜蒸汽溫度壓力流量調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)蒸汽溫度調(diào)節(jié)閥），是一種帶有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門(mén)。依據(jù)控制單元輸出的信號(hào)，調(diào)節(jié)閥通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變閥門(mén)開(kāi)度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǎng)需求。隨著現(xiàn)代化工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，調(diào)節(jié)閥日益廣泛地應(yīng)用于石油、化工、制藥、能源等工業(yè)部門(mén)，發(fā)揮著不可替代的作用。調(diào)節(jié)閥的典型應(yīng)用有：安裝于鍋爐與汽輪機(jī)之間的，用于調(diào)節(jié)流量的主蒸汽調(diào)節(jié)閥；應(yīng)用于壓力管線或容器的，用于調(diào)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(yán)酷工況而來(lái)的各類問(wèn)題仍未得到完*，其中計(jì)節(jié)閥振動(dòng)瓿較為突出。

  調(diào)節(jié)閥振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。振動(dòng)會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)閥相邊的多種部件產(chǎn)生損傷，并最終導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥工作效率低下或失效。

1、調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的產(chǎn)生原因

  電動(dòng)蒸汽溫度調(diào)節(jié)閥在不同應(yīng)用場(chǎng)合中中，工作條件與結(jié)構(gòu)形式有很大的差別，其振動(dòng)產(chǎn)生的原因也有所不同，主要可分為外激振動(dòng)和流激振動(dòng)兩大類。

（1）外激振動(dòng)

  外激振動(dòng)是指調(diào)節(jié)閥所在系統(tǒng)或系統(tǒng)中其他部件處于振動(dòng)狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)通過(guò)管線等連接件傳遞至調(diào)節(jié)閥，從而引發(fā)調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)。外激振動(dòng)雖然也會(huì)對(duì)調(diào)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(diào)節(jié)閥中。

（2）流激振動(dòng)

  流激振動(dòng)是指由閥內(nèi)流體流動(dòng)引發(fā)的調(diào)節(jié)閥振動(dòng)，是調(diào)節(jié)閥振動(dòng)產(chǎn)生產(chǎn)主要問(wèn)題。當(dāng)前對(duì)流激振動(dòng)的原因分類沒(méi)有形成定論，不同的研究者有不同的分類方法。調(diào)節(jié)閥流激振動(dòng)又可分為渦激振動(dòng)、聲腔共振、空化振動(dòng)、不穩(wěn)定流動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)和流體彈性不穩(wěn)定導(dǎo)致的振動(dòng)五個(gè)小類。

a、渦激振動(dòng)是指由于旋渦引發(fā)的振動(dòng)，可以分為旋渦脫落和湍流脈動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)兩種。

  由旋渦脫落引發(fā)的振動(dòng)是指流體流經(jīng)非流線型的障礙物時(shí)產(chǎn)生非定常的旋渦脫落，并對(duì)障礙物產(chǎn)生變化的載荷，從而激發(fā)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。在調(diào)節(jié)閥中當(dāng)流體流經(jīng)閘閥閘板和蝶閥這兩類具有簡(jiǎn)單幾何結(jié)構(gòu)的節(jié)流件時(shí)，易發(fā)生顯著的旋渦脫落，并因此引發(fā)的振動(dòng)。

b、湍流脈動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)是指由于湍流中水流質(zhì)點(diǎn)的彌散，湍流內(nèi)及湍流邊界上各點(diǎn)壓力在空間和時(shí)間上表現(xiàn)出具有隨機(jī)性的脈動(dòng)從而引發(fā)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。從物理結(jié)構(gòu)上看，湍流是由不同尺度的旋渦疊合而成的流動(dòng)。像類此工況如選用節(jié)流套筒結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥形式，對(duì)振動(dòng)的特性影響很小。

（3）聲腔振動(dòng)

  是指由于空腔結(jié)構(gòu)中流體壓力波動(dòng)的頻率接近或等于空腔的聲學(xué)固有頻率時(shí)發(fā)生的振動(dòng)。

（4）空化振動(dòng)

  是指由于閥內(nèi)流場(chǎng)中發(fā)生空化現(xiàn)象而導(dǎo)致的振動(dòng)。

（5）不穩(wěn)定流動(dòng)導(dǎo)致振動(dòng)

  是指流體力隨著流動(dòng)形式變化而變化引發(fā)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。不穩(wěn)定流動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)在用于熱電廠等汽輪機(jī)蒸汽調(diào)節(jié)閥上情況出現(xiàn)的比較多。

（6）流體彈性不穩(wěn)定導(dǎo)致的振動(dòng)

  是指由于流體力、彈性力和慣性力的耦合作用導(dǎo)致彈性結(jié)構(gòu)發(fā)生振幅不衰減的自激振動(dòng)。

2、調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的解決方法

  調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的產(chǎn)生可份為兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是振源輸出不平衡的擾動(dòng)；二是調(diào)節(jié)閥固體結(jié)構(gòu)在振源的激勵(lì)下形成振動(dòng)禹應(yīng)。與此相對(duì)地，調(diào)節(jié)閥振動(dòng)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(duì)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行機(jī)理分板，確定振動(dòng)產(chǎn)生的根源，并針對(duì)性地采取相應(yīng)措施抑制振源，從而達(dá)到減振的目的。

（2）傳播減振

  即直接針對(duì)調(diào)節(jié)閥固體結(jié)構(gòu)振動(dòng)現(xiàn)象，采取相應(yīng)的措施限制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，從而達(dá)到減振的目 的。常見(jiàn)的調(diào)節(jié)閥傳播減振措施有阻尼減振與剛度提升兩種。

  振動(dòng)會(huì)使調(diào)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(huì)影響生產(chǎn)安全。