高压水节流孔板设计改进

1、14昆钢一科技2005牟第2期高压水节流孔板设计改进赵国华杨燕飞（热轧板厂）摘要对昆钢热轧板厂高压水除鱗系统节流孔坂产生故隆的原因进行了分析F根 据生产现状确定节流孔坂设计改进方案，阐述离压节流孔板结构设计及孔径的设计 计算方法.设计改进后的节流孔板使用效果达到预期目标，能够保证生产的正常进 行。关键词高压除聲节流孔压差噪音1概述昆钢热轧板厂炉卷轧机生产线属可逆轧 机，加热炉加热温度）250*C左右，轧件往复 轧制，暴露在空气中的时间长，产生较多的 氧化铁皮。高压水除鳞是用高压水的机械冲 击力除去板坯在浇铸及加热过程中生成的初 生氧化挟皮和轧制过程中形成的二次氧化铁 皮。除鳞是轧制过程中的关键

2、匸序，除鳞系 统能否正常运行对钢卷质垃有頁接的影响。2故障分析及处理2004年10月17 Br轧制时中高压除鳞 泵频繁跳电经检查发现是系统低压力报警导 致跳泵，该压力开关设置用丁检査系统匸作状 态时的压力。除鳞状态工作压力正常，而呆小 流量状态压力低，仅为165bar.資阅系统图， 按设计旁路保持摄小流量95 m/HR状态时， 理论工作压力应达到216bar0初步判断为高压 除鳞系统旁路故障，该旁路由旁路阀、安全蓄 能器、节流孔板组成，经仔细检査管路无泄漏, 旁路阀、安全蓄能器工作正常，问题应该出在 节流孔板上J节流孔板的作用是在系统各使用 点不工作时，让高压泵高压水通过旁路进行排 泄，流动过

3、稈中通过节流孔形成压茎，使泵在 除鳞及不除鳞状态下，保持乐力的相对稳定， 不使泵在较大的压差变化时受到冲击。经分析 认为，节流孔板可能在高压水冲刷F已损坏； 决定对节流孔板解体检育。经检査发现节流孔 板经离压水的冲击，节流孔严重磨损.造成流 量增大，导致系统压力降低，致使高压除鳞系 统不能正常运行。该节流孔板为徳国KSB泵配套的备件， 由于资料不全，无法订购。为确保生产正常 运行，需尽快组织对节流孔板进行设计加匚 由丁无节流孔板相关图纸资料.而节流孔板 内部结构扌员坏、变形严重*只能测绘外形尺 寸，自行设计内部结构。3阀芯设计方案节流原理是通过节流口过流断面血积的 变化达到改变压力的目的，通常

4、的节流孔形 式有：薄壁小孔（l/d0.5,孔口边缘成刃口）、 短孔、细长孔，圆柱滑阀法口、锥阀阀等， 短孔容易加工，特别适于做固定的节流器用。 因此，选择采用短孔节流形式。节流形式确定后，需根据压力、流量设 计节流孔径，即设计节流孔板的阀芯。15(1)Q的冷0.02639则节流孔直21| 维普资讯 h ttp:/即：A通过计算按10+0.10mm进行节流孔 板阀芯设计，结构见图I,节流孔板按图2 进行加工装配。Ql艸除鳞喷嘴情况：d嘴当量直径，d=43mmn嘴数给n=37个；则nnd2/4=53731 mm2（査阅相关资料，泵静态曲线出口压力为 177 bar （实际除鱗压力）时.泵的理论输出

5、 流量为263 m/ho经计算：A2 = 178.11mm2；贝!|： d2=15mme 根据以上两次计算.确定按415mm小 孔进行节流扎板设计”经空装使用，压力为 195bar+证明计算是相对准确的.但在使用过 程中岀现了以下问题：CD节流孔板在使用过程中噪音较大*（2）节流孔板出口产生高速喷射水流， 对孔板后的管道产生较大冲刷，管道急剧损（考虑背压0,6MPa）o经计算：Ao-1.5704x10 m2；则节流孔 直径为：d-l4J5mm为验算计算的准确性，根据目前在用的 除鳞喷嘴工作情况进彳亍比较计算：V Qd= v ?tn =10. 39mm式中；Q最小流量Q=95 m5/h -0.0

6、2639 m%；q长孔及管嘴流量系数;Cn=0.82：昆钢科技 坏鹉对节流孔板的结构进行分析后发规*节 流孔板由于在小孔处圧力降低校快，产生空 穴现象，导致噪声剧增，为减小噪声和减缓 管道曆损釆用了以下措施：a）减小节流孔压差，即将原一级节流改 为多级节流。b）受多扎扩散型消声器原理的启发，用 多个小孔代替大孔进行节流*消除噪声发生 的条件.将噪声峰值频率向高频方向移动， 从而降低噪声.c）为减小节流孔扳对后部管道的冲刷， 采用斜孔喷射使髙压水岀口能绘相互抵消， 释低岀口水流速度”经分折比较，在设计中 采用3级4孔和3级6孔进行节流各节流 孔选用同一直径，蒋3级6孔安装于节流孔 扳出口处”以降

7、低节流孔板出口水流喷射速 度。4孔节流孔与6孔节流孔压差计算如卜Q讦QeP6=（ A/A&y p产（4/6） p尸0.44 P4 因此，每级4孔节流孔扳的压差为 p4=21xlO6Pa/ （3+3x044） =4.86xlQ6 PaQ = c aaJ-A* ；2x4rS6xl 0Q叫 1000经计算；Ao=3.264xl04m径应为：200售第2地根据流体力学伯努利方程*可准确计算 出节流孔宜径：i6616昆銅科技 2003年第2期鹤钢进行复合，加强孔板节流孔的耐磨性。66图t节流孔板阀芯结构图ZZZ27厂770B2节流孔板加工装配图4加工工艺方案由于除鳞系统压力窩.原使用的*流孔 板阀芯林质

8、是不锈钢，磨损较快，损坏顿繁。 为使节流孔战能承受离压水的冲刷，在节流 孔内壁采用耐磨鸨钢碳化鹄进行复合，增加 孔板节流孔的耐磨性n由于除鳞系统压力高,为便宙流孔板能 承受高压水的冲刷，在节流孔内樂采用耐磨5使用效果新设计、制作的节流孔板于2004年12 月投入使用，使用效果如下：（1）高压除鳞系统旁路压力恢复至最初 调试时达到的正常乐力210 bar,运行长时间 后压力保持平衡，除鳞系统正常丁作，生产 正常顺彳亍。（2）节流孔板使用中噪音明显减小，不 影响地下液压站工人进行正常的维护匸作， 工作环境改善*（3）内孔采用复合碳化鹤肩，孔板使用 寿命提高，约为进口孔板的34倍。（4）进口节流孔板约需30万元/套左右 而且供货周期长，自行制作的节流孔板成本 为2万元/套，加工周期短,大大节约了生产 成本、满足了生产需要。6结论昆钢热轧板厂自行设计、加工、装配的 高压除鳞系统节漩孔板使曲效杲达到了预定 目标，说明该设计及加工.1：艺是比较成功的。 其中的一些措