公用設備工程師

彈簧安全閥是水電站油壓設備的安全保護元件。它的功用是防止油泵及壓力油箱過載，當壓力超過允許值時，彈簧安全閥能自動打開，將油排入回油箱內。

許多電站所采用。在油泵停機時，由于進油管道內油錘現象的產生，會引起彈簧安全閥短時間的劇烈振動。因進油管道較小，及油泵停機時管道內的壓力仍較高，所以油錘產生的力更大，彈簧安全閥振動程度之強烈、噪音之大，令人恐懼，更令人擔心危及油壓設備安全，如造成緊固件松動和電器元件的失靈等。彈簧安全閥振動問題的處理，是對電站運行環境改善，及保證油壓設備安全運行的需要。本文簡要介紹彈簧安全閥振動問題的處理情況。

1、彈簧安全閥產生振動的原因

彈簧安全閥在油泵正常停機時產生強烈、短時間的振動原因是：在油泵停機過程中，管道內壓力油的慢性運動產生油錘。其振動強度即是沖擊波的強度，其振動頻率正是沖擊波的頻率。其振動性質為衰減振幅，其振動全過程，直至油錘沖擊波力小于彈簧安全閥開啟預調力。

彈簧安全閥形成振動的過程是：當彈簧安全閥的工作壓力按設計要求調節，即調到超過油壓設備的工作油壓上限值3～4kg/cm2時，排油孔全開。YS－2．5型油壓設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，油泵停機，即切斷電源。這時進油管道之壓力已略大于25kg/cm2。由于油泵的停機，進油管道的進口，油泵附近形成低壓區，管道內的壓力油向低壓區倒流，低壓區以很快的速度向進油管道中心傳遞。此時，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，趨動油所形成的壓力峰也滯后低壓區向進油管道中心傳遞。與此同時，進油管道出口，靠近壓力油箱管道內的壓力油，在慣性力作用下，仍繼續流進壓力油箱。當慣性力耗盡，壓力油箱的壓力高于管道油壓，止回閥回復，和止回閥未回復到位，一部分油產生倒流所形成的壓力峰與油泵仍在趨動油所形成的壓力峰反向，向進油管道中心傳遞，在進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遠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近正是彈簧安全閥振動有強弱區別的原因）。雙向油錘所形成的巨大壓力是一個波峰，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，快速沖擊閥體。始而復返，這就是彈簧安全閥形成振動的全過程，反振動強度即是沖擊波的強度，其振動頻率正是沖擊波的頻率。

由于油泵停機后，慣性所要克服的阻力很大，轉速的大幅度下降，趨動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，逐漸趨近全關閉，所形成的壓力峰也越來越小，所以振動性質為衰減振幅，其實整個振動過程僅幾秒鐘。

2、簡單處理，收到良好效果

上文已分析了彈簧安全閥產生振動的原因是：油錘沖擊波的峰谷使排油腔活塞的快速上下竄動所形成，因而油錘是不可能消除的。只是如何對油錘壓力峰排泄，即將壓力峰削平，使進油管道油壓趨向于平穩，來減弱振動的強度。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，使壓力峰所產生的壓能較早地排泄。根據這個原理，我們對彈簧安全閥排油腔的塔迭量進行了測量，發現有4～5mm。我們僅對排油腔活塞的定位臺階下增設了3mm厚的紫銅墊片，通過這項減少塔迭量的簡單嘗試，竟收到了良好效果，其振動程度有較大的減弱。

3、進一步解決彈簧安全閥振動問題的措施和方法

彈簧安全閥對進油管道內油錘壓力峰的排泄，也是對油泵的保護。

對彈簧安全閥振動問題的解決，或減輕，除上述已介紹，并實踐證明采用減小排油腔塔迭量可以收到良好效果外，還根據這個原理，通過結構的少許改進，其效果會更佳，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，對壓力谷的減壓是對返回沖擊波的減弱。如果實施這兩項關鍵措施，必將收到更佳的效果。

有些水電站由于彈簧安全閥的振動問題未得到解決，采用壓死的辦法，是非常危險的。實際上是取消了這個安全保護元件，不僅在壓力信號器失靈時，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情況下，由于進油管道的油錘現象，也使油泵嚴重過載，這就是油泵容易損壞的重要原因。本文對彈簧安全閥振動這一問題，在理論上作了分析，并對處理的初步經驗作了介紹，可提供給有關單位參考。

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