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石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案 |
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一、石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案 1、閃蒸工況調(diào)節(jié)閥的噪音控制 阻塞流流經(jīng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生閃蒸時(shí)，下游產(chǎn)生的氣泡會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)閥的閥芯產(chǎn)生沖刷，受沖刷的閥芯表面會(huì)有平滑拋光的外形，此過程伴有大的噪音產(chǎn)生。
石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案噪音大的解決方法 1）消除共振噪音法能量疊加發(fā)生噪音每次會(huì)在調(diào)節(jié)閥共振時(shí)出現(xiàn)。每次出現(xiàn)的狀況也不一樣，振蕩激烈則噪音小，振蕩小則噪音激烈。這種噪音發(fā)生一種單腔調(diào)的聲響，其頻率一般為3000~7000赫茲。明顯，消除共振，噪音自然隨之消失。 2）消除汽蝕噪音法汽蝕是主要的流體動(dòng)力噪音源。空化時(shí)，汽泡決裂發(fā)生高速?zèng)_擊，使其局部發(fā)生激烈湍流，發(fā)生汽蝕噪音。這種噪音具有較寬的頻率規(guī)模，發(fā)生格格聲，與流體中含有砂石發(fā)出的聲響相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有用方法。 3）運(yùn)用厚壁管線法選用厚壁管是聲路處理方法之一。運(yùn)用薄壁可使噪音添加5分貝，選用厚壁管可使噪音下降0~20分貝。同一管徑壁越厚，同一面厚管徑越大，下降噪音作用越好。如DN200管道，其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時(shí)，可下降噪音分別為-3.5、-2（即添加）、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當(dāng)然，壁越厚所付出的本錢就越高。 4）選用吸音資料法這也是一種較常見、有用的聲路處理方法。可用吸音資料包住噪音源和閥后管線。要指出，因噪音會(huì)經(jīng)由流體活動(dòng)而長(zhǎng)距離傳播，故吸音資料包到哪里，選用厚壁管至哪里，消除噪音的有用性就停止到哪里。這種方法適用于噪音不很高、管線不很長(zhǎng)的狀況，因?yàn)檫@是一種較費(fèi)錢的方法。 5）串聯(lián)消音器法本法適用于作為空氣動(dòng)力噪音的消音，它可以有用地消除流體內(nèi)部的噪音和按捺傳送到固體邊界層的噪音級(jí)。對(duì)質(zhì)量流量高或閥前后壓降比高的當(dāng)?shù)兀痉ㄗ钣杏枚纸?jīng)濟(jì)。運(yùn)用吸收型串聯(lián)消音器可以大幅度下降噪音。可是，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般限于衰減到約25分貝。 從調(diào)節(jié)閥發(fā)生閃蒸的機(jī)理（PVC＜PV及P2＜PV）看，閃蒸是不能消除的，只能想辦法降低閃蒸對(duì)調(diào)節(jié)閥的危害，從而降低噪音。常用的方法是對(duì)被沖刷區(qū)域的材質(zhì)進(jìn)行表面硬化處理，表面硬化處理的方法包括三種： （1）將閥座及閥芯表面進(jìn)行噴涂處理，可噴涂碳化鎢、碳化鉻或斯泰萊等硬質(zhì)合金來提高受沖刷部位的硬度。 （2）將閥座及閥芯表面進(jìn)行堆焊處理，通常堆焊斯泰萊以提高受沖刷部位的硬度。 （3）將閥座及閥芯表面進(jìn)行滲氮處理，提高其表面硬度和耐磨性、耐腐蝕性。 通過對(duì)調(diào)節(jié)閥表面硬化處理可提高調(diào)節(jié)閥硬度，增強(qiáng)調(diào)節(jié)閥抗閃蒸“沖刷”的能力，相應(yīng)的噪音也會(huì)降低5～10dB。為進(jìn)一步降低噪音，可以配合使用的方法有： ①提高管道壁厚或在管道壁加隔音層。相同口徑的調(diào)節(jié)閥，其管道壁厚每增加一級(jí)，測(cè)得的噪音值可降低約2dB； ②管道外加隔音層實(shí)質(zhì)也是增加管道壁厚減少噪音向環(huán)境傳遞的一種措施； ③在調(diào)節(jié)閥后加裝在線消音器，在線消音器可以吸收部分聲音能量，并且在閥后形成背壓，可有效降低噪音值約25dB。
2、石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案氣蝕工況調(diào)節(jié)閥的噪音控制 阻塞流流經(jīng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生氣蝕時(shí)，產(chǎn)生的氣泡在接觸閥門的部位破裂，氣泡破裂釋放的能量會(huì)慢慢地撕裂材料，并在與調(diào)節(jié)閥接觸的部位留下類似于煤渣的粗糙表面。此過程會(huì)產(chǎn)生如同砂石流過調(diào)節(jié)閥時(shí)發(fā)出的噪音。 氣蝕有兩種方法來控制：一種是防止氣蝕發(fā)生；第二種是不能防止氣蝕發(fā)生，只是有效降低其危害。
3、石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案不能防止氣蝕發(fā)生，只是有效降低其危害。 （1）將接觸氣蝕氣泡的閥內(nèi)表面與氣泡隔離開，并硬化處理會(huì)受到氣蝕沖擊的閥芯及閥座表面，同時(shí)在閥體出口處加襯套管來保護(hù)受氣蝕沖擊的部位。閥體出口處加襯套管作為補(bǔ)充的閥體設(shè)計(jì)防止了液體在閥體內(nèi)壁上的沖撞，保護(hù)了調(diào)節(jié)閥受沖刷部位，同時(shí)減弱了部分噪音。 （2）閥后加消音器來分壓及分噪音。這種方法實(shí)質(zhì)是將氣蝕工況轉(zhuǎn)化為閃蒸工況來處理，所以應(yīng)用中需同時(shí)對(duì)閥內(nèi)件做硬化處理以保護(hù)調(diào)節(jié)閥。
4、石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案防止氣蝕發(fā)生 有三種方法可以達(dá)到防止氣蝕發(fā)生。 （1）選用低恢復(fù)的調(diào)節(jié)閥。從氣蝕發(fā)生的機(jī)理（PVC＜PV及P2＞PV）看，如果選用的閥門PVC＞PV，就可以避免氣蝕的發(fā)生。通常低恢復(fù)的調(diào)節(jié)閥可以做到這點(diǎn)。 恢復(fù)系數(shù)Km高的閥稱為低恢復(fù)閥。恢復(fù)系數(shù)Km低的閥稱為高恢復(fù)閥。每種類型的閥都有自己的Km值，恢復(fù)系數(shù)Km是用于衡量縮流斷面處壓力PVC和閥門出口壓力P2之間的壓力恢復(fù)尺度的一個(gè)值，其計(jì)算公式為： 由此公式可看出，（P1－P2）不變時(shí)PVC升高，則Km升高，所以合理選用高Km值（即低恢復(fù)）的調(diào)節(jié)閥使PVC＞PV，可避免氣蝕發(fā)生。同理高恢復(fù)閥，指恢復(fù)系數(shù)Km低的閥，不適合應(yīng)用于氣蝕的工況。通常球形閥，流開角形閥都是低恢復(fù)閥，適宜在有氣蝕的工況選用；而球閥、蝶閥都是高恢復(fù)閥，不適宜應(yīng)用于氣蝕工況。 （2）采用具有高壓多級(jí)減壓內(nèi)件的調(diào)節(jié)閥。 這種調(diào)節(jié)閥內(nèi)件具有將通過閥門的壓降分成數(shù)個(gè)較小的壓降和確保每個(gè)較小壓降上PVC＞PV的作用，從而可以防止氣蝕的產(chǎn)生。由于多級(jí)減壓分散了流束功率，因此降低了聲音轉(zhuǎn)化的效率。 （3）增加具有背壓裝置的限流孔板分壓，確保閥上的PVC＞PV，防止氣蝕的產(chǎn)生。由于增加了背壓裝置，使聲音頻譜發(fā)生部分轉(zhuǎn)移，達(dá)到降低噪音的目的。
二、石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案液體阻塞流的閃蒸及氣蝕 1、液體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)壓力和流速的關(guān)系 液體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥是液體勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)在外就是壓力和流速之間的轉(zhuǎn)化，即壓力降低，流速增加；壓力增加，流速降低。此過程遵循能量守恒定律，即液體總能量保持不變。 2、阻塞流發(fā)生閃蒸的機(jī)理 如果縮流斷面處的壓力PVC降到液體的飽和蒸汽壓力PV以下并且調(diào)節(jié)閥的出口壓力P2沒有恢復(fù)到液體的飽和蒸汽壓力PV之上（即PVC＜PV及P2＜PV），那么就會(huì)產(chǎn)生大量泡沫并保持在閥門的下游，這種現(xiàn)象為閃蒸。閃蒸工況伴有較大噪音產(chǎn)生。 對(duì)一固定的液體，在溫度一定的情況下，其飽和蒸汽壓力為一定值。當(dāng)壓力大于其飽和蒸汽壓力時(shí)，液體為液態(tài)；當(dāng)壓力低于飽和蒸汽壓力時(shí)，液體為汽態(tài)；當(dāng)壓力等于飽和蒸汽壓力時(shí)，液體為汽、液共存兩態(tài)。 3、阻塞流發(fā)生氣蝕的機(jī)理 如果縮流斷面處的壓力PVC降到液體的飽和蒸汽壓力以下并且調(diào)節(jié)閥的出口壓力P2恢復(fù)到高于其液體的飽和蒸汽壓力PV（即PVC＜PV及P2＞PV），就會(huì)有大量的泡沫產(chǎn)生并爆炸，這種現(xiàn)象為氣蝕。通常氣蝕工況比閃蒸工況產(chǎn)生的噪音更大。
石化調(diào)節(jié)閥噪音控制解決方案 噪音是指各種不同頻率和振幅聲波的隨機(jī)組合，單位分貝（dB）。通常要求調(diào)節(jié)閥的噪音低于85dB（即在距離閥門出口下游1m的管道壁向外1m處測(cè)得的噪音值）。超過85dB的噪音嚴(yán)重影響交流，并會(huì)對(duì)聽力造成損害。化工水泵使用和閥門調(diào)節(jié)中，噪音的產(chǎn)生要如何解決呢，先判斷產(chǎn)生原因及因素； 1、流體動(dòng)力學(xué)噪音 流體在調(diào)節(jié)閥中流速過快形成阻塞流。阻塞流是指不可壓縮或可壓縮流體在流過調(diào)節(jié)閥時(shí)所達(dá)到的大流量狀態(tài)。在固定的入口條件下，當(dāng)閥前壓力保持一定而逐步降低閥后壓力時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量會(huì)增加到一個(gè)大極限值，再繼續(xù)降低閥后壓力，流量將不再增加，這個(gè)極限流量即為阻塞流。液體阻塞流極易引起閃蒸和氣蝕，同時(shí)伴有強(qiáng)噪音產(chǎn)生，通常這種噪音達(dá)100dB左右，造成影響大。 總之，調(diào)節(jié)閥由于自身振動(dòng)及空氣動(dòng)力學(xué)原因產(chǎn)生的噪音都很小，并且不可能消除，通常將調(diào)節(jié)閥的噪音控制至85dB以下，主要是針對(duì)流體動(dòng)力學(xué)噪音。由于液體阻塞流極易引起閃蒸及氣蝕，閃蒸和氣蝕會(huì)產(chǎn)生噪音，所以控制噪音就需要想辦法控制阻塞流的閃蒸及氣蝕。 2、自身振動(dòng)產(chǎn)生的噪音 介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥會(huì)對(duì)閥芯產(chǎn)生沖刷，使閥芯不穩(wěn)定產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)甚至與設(shè)備一起產(chǎn)生共振。由于調(diào)節(jié)閥使用中自身的振動(dòng)是難免的，因此這類噪音的產(chǎn)生也不可避免。安裝時(shí)注意盡量將調(diào)節(jié)閥正立安裝于水平管道上減少由于閥芯不穩(wěn)而產(chǎn)生的噪音，通常這類噪音值很小，造成影響不大。 3、空氣動(dòng)力學(xué)噪音 介質(zhì)在流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的縮流斷面時(shí)，由于縮流斷面的阻擋使流路突然改變而出現(xiàn)紊流，同時(shí)介質(zhì)流速發(fā)生變化，液體的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生的噪音稱為空氣動(dòng)力學(xué)噪音。由于調(diào)節(jié)閥在減壓時(shí)引起液體紊流不可避免，因此空氣動(dòng)力學(xué)噪音不能消除。通常這類噪音值也很小，造成影響不大。 |
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