汽轮机是火电、核电、船舶以及工业拖动等领域必不可少的动力装置,调节阀是汽轮机控制系统的主要执行部件,长期工作在最恶劣的环境下。汽轮机调节阀的振动噪声一方面影响设备安全,使其发生疲劳破坏,另一方面还影响操作人员的身心健康,因此对汽轮机调节阀的降噪优化研究具有重要的意义。本文首先介绍了某汽轮机调节阀的结构、工作原理以及高噪声产生的具体现象,然后对该调节阀内不稳定流动和噪声特性进行了分析,确定了调节阀低工况时噪声产生的主要因素,并结合常用的噪声控制方法,提出了对某汽轮机调节阀的优化方案。其次,采用数值模拟的方法对某汽轮机调节阀流场结构进行了分析,找出了影响调节阀噪声特性的主要因素,并与理论分析结果进行对比。最后,采用试验的方法对优化前后的调节阀的噪声特性和通流性能进行了研究。调节阀的高噪声和激励阀杆振动集中发生在小开度(开度不大于10%)工况下,主要是由冲击射流造成的,其中调节阀阀碟与阀座之间形成的环锥形通道流动稳定性最差,甚至出现了超音速流动。因此在减振降噪优化时,主要对于该区域结构进行调整,改善其流场,降低其流动损失。由于本课题是对某成熟机型上的调节阀进行优化,因此约束条件很多。在降低噪声的同时,通流性能不能下降,同时不能对外围系统有较大影响。因此主要对调节阀阀座进行了优化,最终采用“加装十字网架长喉管阀座”的优化方案。在试验研究过程中,为了节约成本,采用模化试验件进行空气条件下的试验,然后按照相似理论将试验结果转化到蒸汽条件下。试验结果表明,该汽轮机调节阀优化后噪声在不同工况下降低了1～8d B,母型阀噪声较高的区域都得到了明显的改善,平均降低了约5d B左右。而调节阀流量特性也有一定的变化,在8%相对升程以下,优化阀比原型阀流量系数平均约低5%,在相对升程大于8%～25%中等升程范围,优化阀均高于原型阀,最大高出的工况36%。最高升程,两者十分接近。本课题的研究成果对于该型调节阀的优化改进,以及后续新型调节阀的研制都具有重要的指导意义。