李常胜
云南中石油昆仑燃气有限公司昆明分公司
摘要：高压降疏水阀在工业中应用非常广泛，可以有效地对流体进行降压，但降压过程中却存在着噪声。基于此，本文将对高压降多级降压疏水阀的工作原理和设计结构进行研究，并且对阀控管道振动噪声特性进行分析，从而有效地降低疏水阀产生噪声。
关键词：高压降疏水阀；多级降压；阀控管道振动；噪声特性
引言：在对流体进行生产时，疏水阀是噪声的主要来源之一，会产生较大的噪声污染。为了降低疏水阀噪声的产生，需要对疏水阀的结构进行合理的设计，这样可以在很大程度上降低噪声的产生，从而提高工业生产过程中工作环境的质量。
1高压降多级降压疏水阀的工作原理
高压降多级降压疏水阀主要由阀体、套筒、阀杆等结构组成，其中，套筒在控制疏水阀节流中起到了主要作用。当流体由入口进入疏水阀后，疏水阀内部的阀瓣将会打开，让流体能够进入套筒结构。套筒总共具有三级结构，流体可以依次通过这三级结构分别进入阀体中腔，再通过节流作用使流体流入下腔，最终流体会排出腔外。为了保障疏水阀降压过程的稳定性，需要合理地配置降压的级数，充分利用高压降疏水阀多级降压的特点，保障流体能够顺利流出。此外，各级的开孔面积也是需要重点考虑的因素，只有这样才能防止腔内出现空化现象，保障流体流出的顺畅性。空化现象主要是由蒸汽压产生的，在节流作用下，随着流体的流动，在疏水阀腔内将会产生气泡，进而导致空化现象的发生[1]。
2高压降多级降压疏水阀的结构设计
2.1降压级数设计
降压级数的设计可以有效地避免空化现象，在排量大的环境下具有较好的运行效果，防止空化引起管路的震荡，进而有效地避免噪声的生成。高压降极易对流体造成阻塞，引起阻塞流差对流体的流动造成阻碍。阻塞流差的计算公式为，
.png)
。由公式可知，通过多级降压设计可以有效地避免阻塞流差的产生，防止空化现象。降压级数设计采用的是节流降压的原理，将高压状态的流体分成若干部分，通过多级结构逐渐降低流体的压力，指直到当流体压力符合条件时将流体排出。多级结构的降压过程主要通过节流套筒实现，其结构的复杂度会随着降压结构的增多而增大，因此，在对降压级数进行设计时，需要根据流体的实际情况，合理地对降压级数进行选取。
2.2套筒开孔设计
套筒的开孔大小通常小于1cm，两孔之间的距离为孔大小5倍，这样能够避免蒸汽聚合过程中产生噪声。为了保障各级之间能够最大化地对流体进行降压，需要保障流体流入后，腔内具有足够的容量，同时孔板之间的间距尽可能地取最大化，这样既可以提高疏水阀的安全性，又能够降低噪声的产生。开孔直径的计算公式为，小孔数量为，
.png)
再结合这两个公式，便可完成套筒的开孔设计。阀门在刚打开时，水流通常具有较大的压力，为了降低压力对疏水阀元件的损坏，需要采取线性调节的方式，对各级的套筒进行设计，这样既可以保障各级全开时的总流量不变，又能够避免套筒受到流体冲击而发生损坏。
3阀控管道振动噪声研究
3.1阀控管道振动噪声声源分析
阀控管道振动噪声声源主要是套筒中流体的对流产生的，这种对流将会引起阀控管道的振动，进而就会产生噪声。通过分析可以发现，套筒的孔径、壁厚、间隙都会对阀控管道的振动造成影响，因此，通过合理地设计套筒的孔径、壁厚、间隙可以有效地降低阀控管道的振动频率，进而减少噪声的生成。由此可见，可以采用控制变量的方法，在相同条件下对阀控管道振动噪声的级别进行研究，再对结果进行综合分析，从而得出噪声最小的套筒设计方案[2]。
3.2阀控管道振动噪声特性分析
3.1.1套筒孔径对流噪声
为了探究套筒孔径对噪声的影响，在相同条件下，分别选择孔径分别为4mm、5mm、6mm、7mm的套筒进行实验，通过模拟计算可以得到，相同点处的噪声级别分别为45.26dB、48.38dB、51.04dB、55.32dB。由上述数据可得，在相同条件下，噪声级别随着套筒孔径的增大而增大。为了降低噪声的影响，可以选择孔径为4mm的套筒，以此来降低流体对流过程产生的噪声。
3.1.2套筒壁厚对流噪声
为了探究套筒孔径对噪声的影响，在相同的条件下，分别选择厚度分别为4mm、6mm、8mm、10mm的套筒进行实验，通过模拟计算可以得到，相同点处的噪声级别分别为64.32dB、53.52dB、50.24dB、59.69dB。由上述数据可得，在相同条件下，噪声级别随着套筒孔径的增大先减少再增大，因此，存在某个中间值使噪声级别达到最小，这个非常接近9mm。为了降低噪声的影响，可以选择9mm左右的套筒，以此来降低流体对流过程产生的噪声。
3.1.3套筒间隙对流噪声
为了探究套筒孔径对噪声的影响，在相同的条件下，分别选择间隙分别为5mm、7mm、9mm、11mm的套筒进行实验，通过模拟计算可以得到，相同点处的噪声级别分别为53.56dB、50.98dB、57.69dB、60.26dB。由上述数据可得，在相同条件下，噪声级别随着套筒孔径的增大先减少再增大，因此，存在某个中间值使噪声级别达到最小，这个非常接近7mm。为了降低噪声的影响，可以选择7mm左右的套筒，以此来降低流体对流过程产生的噪声。
结论：综上所述，为了有效地降低阀控管道振动产生的噪声，可以对疏水阀套筒的结构进行合理设计。通过对阀控管道振动噪声特性分析可得，在相同条件下，选择孔径为4mm、壁厚为9mm、间隙为7mm的套筒可以使疏水阀的噪声最小化，从而降低疏水阀对流噪声对环境的影响。
参考文献：
[1]张含,杨晨,仇畅,等.高加疏水阀内空化模拟及结构优化分析[J].化工机械,2019,46(04):394-399.
[2]寇彦飞,李腾宇,刘永姜,等.基于阀控防水锤系统的控制策略研究[J].煤炭工程,2018,50(05):79-81+86.