公用設(shè)備工程師

彈簧安全閥是水電站油壓設(shè)備的安全保護(hù)元件。它的功用是防止油泵及壓力油箱過載，當(dāng)壓力超過允許值時(shí)，彈簧安全閥能自動(dòng)打開，將油排入回油箱內(nèi)。

許多電站所采用。在油泵停機(jī)時(shí)，由于進(jìn)油管道內(nèi)油錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，會(huì)引起彈簧安全閥短時(shí)間的劇烈振動(dòng)。因進(jìn)油管道較小，及油泵停機(jī)時(shí)管道內(nèi)的壓力仍較高，所以油錘產(chǎn)生的力更大，彈簧安全閥振動(dòng)程度之強(qiáng)烈、噪音之大，令人恐懼，更令人擔(dān)心危及油壓設(shè)備安全，如造成緊固件松動(dòng)和電器元件的失靈等。彈簧安全閥振動(dòng)問題的處理，是對(duì)電站運(yùn)行環(huán)境改善，及保證油壓設(shè)備安全運(yùn)行的需要。本文簡(jiǎn)要介紹彈簧安全閥振動(dòng)問題的處理情況。

1、彈簧安全閥產(chǎn)生振動(dòng)的原因

彈簧安全閥在油泵正常停機(jī)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈、短時(shí)間的振動(dòng)原因是：在油泵停機(jī)過程中，管道內(nèi)壓力油的慢性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生油錘。其振動(dòng)強(qiáng)度即是沖擊波的強(qiáng)度，其振動(dòng)頻率正是沖擊波的頻率。其振動(dòng)性質(zhì)為衰減振幅，其振動(dòng)全過程，直至油錘沖擊波力小于彈簧安全閥開啟預(yù)調(diào)力。

彈簧安全閥形成振動(dòng)的過程是：當(dāng)彈簧安全閥的工作壓力按設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)，即調(diào)到超過油壓設(shè)備的工作油壓上限值3～4kg/cm2時(shí)，排油孔全開。YS－2．5型油壓設(shè)備工作油壓的上限值（額定油壓）為25kg/cm2。彈簧安全閥工作壓力則調(diào)到28～29kg/cm2，排油孔全開。油泵在壓力油箱的油壓升至額定油壓（25kg/cm2）時(shí)，油泵停機(jī)，即切斷電源。這時(shí)進(jìn)油管道之壓力已略大于25kg/cm2。由于油泵的停機(jī)，進(jìn)油管道的進(jìn)口，油泵附近形成低壓區(qū)，管道內(nèi)的壓力油向低壓區(qū)倒流，低壓區(qū)以很快的速度向進(jìn)油管道中心傳遞。此時(shí)，油泵雖已切斷電源，則由于慣性，仍在以很大的遞減速度在旋轉(zhuǎn)，趨動(dòng)油所形成的壓力峰也滯后低壓區(qū)向進(jìn)油管道中心傳遞。與此同時(shí)，進(jìn)油管道出口，靠近壓力油箱管道內(nèi)的壓力油，在慣性力作用下，仍繼續(xù)流進(jìn)壓力油箱。當(dāng)慣性力耗盡，壓力油箱的壓力高于管道油壓，止回閥回復(fù)，和止回閥未回復(fù)到位，一部分油產(chǎn)生倒流所形成的壓力峰與油泵仍在趨動(dòng)油所形成的壓力峰反向，向進(jìn)油管道中心傳遞，在進(jìn)油管道中心某處必然相碰，所形成的雙向油錘之壓力必定遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過彈簧安全閥的工作壓力（兩壓力峰相碰之處并不一定在彈簧安全閥處，彈簧安全閥離兩壓力峰相碰的遠(yuǎn)近正是彈簧安全閥振動(dòng)有強(qiáng)弱區(qū)別的原因）。雙向油錘所形成的巨大壓力是一個(gè)波峰，使排油腔活塞以很大的速度壓縮彈簧將排油孔全部打開。由于壓力峰過后是壓力低谷，并且壓力峰對(duì)彈簧的大幅度壓縮，所形成的彈簧彈力也大。排油腔活塞在受到巨大下壓力情況之下，快速?zèng)_擊閥體。始而復(fù)返，這就是彈簧安全閥形成振動(dòng)的全過程，反振動(dòng)強(qiáng)度即是沖擊波的強(qiáng)度，其振動(dòng)頻率正是沖擊波的頻率。

由于油泵停機(jī)后，慣性所要克服的阻力很大，轉(zhuǎn)速的大幅度下降，趨動(dòng)油形成壓力峰的能力越來越小，反壓力油箱的止回閥的一開、一關(guān)，逐漸趨近全關(guān)閉，所形成的壓力峰也越來越小，所以振動(dòng)性質(zhì)為衰減振幅，其實(shí)整個(gè)振動(dòng)過程僅幾秒鐘。

2、簡(jiǎn)單處理，收到良好效果

上文已分析了彈簧安全閥產(chǎn)生振動(dòng)的原因是：油錘沖擊波的峰谷使排油腔活塞的快速上下竄動(dòng)所形成，因而油錘是不可能消除的。只是如何對(duì)油錘壓力峰排泄，即將壓力峰削平，使進(jìn)油管道油壓趨向于平穩(wěn)，來減弱振動(dòng)的強(qiáng)度。其最有效的方法有：使彈簧安全閥的排油孔，在最大壓力峰來到前，盡可能較早地打開，使壓力峰所產(chǎn)生的壓能較早地排泄。根據(jù)這個(gè)原理，我們對(duì)彈簧安全閥排油腔的塔迭量進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)有4～5mm。我們僅對(duì)排油腔活塞的定位臺(tái)階下增設(shè)了3mm厚的紫銅墊片，通過這項(xiàng)減少塔迭量的簡(jiǎn)單嘗試，竟收到了良好效果，其振動(dòng)程度有較大的減弱。

3、進(jìn)一步解決彈簧安全閥振動(dòng)問題的措施和方法

彈簧安全閥對(duì)進(jìn)油管道內(nèi)油錘壓力峰的排泄，也是對(duì)油泵的保護(hù)。

對(duì)彈簧安全閥振動(dòng)問題的解決，或減輕，除上述已介紹，并實(shí)踐證明采用減小排油腔塔迭量可以收到良好效果外，還根據(jù)這個(gè)原理，通過結(jié)構(gòu)的少許改進(jìn)，其效果會(huì)更佳，即排油腔活塞的排油腔形狀改為倒錐形，則更有利于壓力峰的早消壓，并有利于壓力谷的減壓，對(duì)壓力谷的減壓是對(duì)返回沖擊波的減弱。如果實(shí)施這兩項(xiàng)關(guān)鍵措施，必將收到更佳的效果。

有些水電站由于彈簧安全閥的振動(dòng)問題未得到解決，采用壓死的辦法，是非常危險(xiǎn)的。實(shí)際上是取消了這個(gè)安全保護(hù)元件，不僅在壓力信號(hào)器失靈時(shí)，彈簧安全閥失去了其防止油泵反壓力油箱過載的作用，并且在油泵為正常停機(jī)情況下，由于進(jìn)油管道的油錘現(xiàn)象，也使油泵嚴(yán)重過載，這就是油泵容易損壞的重要原因。本文對(duì)彈簧安全閥振動(dòng)這一問題，在理論上作了分析，并對(duì)處理的初步經(jīng)驗(yàn)作了介紹，可提供給有關(guān)單位參考。

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