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某输气站场相关调节阀及调压阀常见故障分析

类别:调节阀 | 发布日期:2020年05月14日

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调压系统在天然气输送系统中具有重要作用,既可保证系统下游安全,又可实现供气的连续性、可靠性。调压系统可以将压力稳定在特定范围,还可满足下游供气量需求。调压器是调压系统的一个重要部件,其可实现局部的阻力改变。具体而言指的是将节流面积改变,使流速、流体相关功能变化,实现压力损失的不同,进而降压。此后通过调节、控制系统,实现阀后压力保持相对恒定。为明确输气站场不同阀门的使用情况,以某输气站为例,从阀门结构、原理着手,分析了当前存在的问题及其原因,为今后阀门的选择提供依据。

常见调压阀及其原理

电动调节阀
电动调节阀组成部分包括:电动执行器、执行器与阀门间连接件、阀门部件。阀芯为阀门部件的核心,其原理为将阀杆和电动执行器相连,控制系统控制电动执行器的传输信号而实现。当前阀位和执行器的阀门定位器比较可知,若在死区外,通过执行命令实现节流口开度改变,最终调节介质流量。电动驱动装置和其他相比,具有广泛动力源、操作方便和迅速等优卢 电动调节阀的执行过程包括:当管道流体参数(如流量、压力)出现变化,这些参数经过PID计算,将模拟电流信号(4一20mA)传递给RTU上位机,然后在通过偏差信号(4一20mA)传给电动执行器,压力和流量开度的控制可以通过调节阀阀杆内信号实现上下移动。

自力式调压阀
自力式调压阀(FL系列)可分两部分。第一部分为调压器,主要由阀芯、固定阀座、皮膜(和弹簧连接)等组成,在平衡状态下,下游压力P2(通过导压管进人到低压阀腔)与皮膜连接的弹簧压力PM同负载压力Pv(上游压力PI通过指挥器的调节后进人到高压阀腔)相平衡《第二部分为控制指挥器,在使用自力式调压阀时要对调压器进行出口压力设定,就是通过调整螺丝G,使指挥器弹簧MS的压缩程度发生改变,从而设定出口压力。 其控制过程可概况为当外界给出一个干扰信号(用气量和进口压力的改变) ,则被调参数(出口压力)发生变化,传给测量元件,测量元件发出一个信号和给定值进行比较,得到偏差信号,并被送给传动装置,传动装置根据偏差信号发出位移信号送至调节机构,使阀门动作起来,调节对象输出一个调节作用信号克服干扰作用的影响。

某输气作业区使用问题分析

某输气站在建站时,在对川中的供气管路上使用的DN80 电动调节阀是由FISHER调节阀和BIFFI调节型电动执行器组合而成。在实际使用中,当采用自动调节功能时,执行器反复动作发生震荡,系统无法正常工作。主要有以下原因:

  • 根据FISHER调节阀的最佳流量控制曲线,阀的开度应在40%至90%范围内调节,如果总让调节阀在小开度范围内工作,气蚀、冲蚀会损坏阀芯,缩短调节阀寿命。此外,小开度使流速加快,噪音增大。
  • 由于民用气存在波峰和波谷,而工况要求在满足流量的同时压力恒定最重要,由于南充站调节阀选型过大造成系统不能正常工作,而恒定压力恰恰是自力式调压阀的优势。
  • 单就功能而言,电动调节阀主要用于长输管道的介质压力及大流量调节,自力式调压阀用于相对流量较小的介质压力调定。

同时,在该输气区还使用了三台DN巧0的塔塔里尼自力式调压阀调压,使用过程中由于P2+PM > Pv时,阀芯将移向固定阀座的位置开度减小,流量减小。分析原因如下:
当管径一定时,压差影响流速的大小,而流速的大小关系到流量的大小,对于气体来讲,压力的提高使得同样的管道在流过同样标方气体的时候,真正的流速下降了,因此对于气体来讲,流量和压力是有关系的。当输气线压力愈接近设计压力,用自力式调压阀调节流量将愈困难,这恰恰是电动调节阀的优势。
如果要用自力式调压阀保证流量的满足须减小压差,势必再增加一至二级调压,这就使投资成本增加,场地施工难度增大。而调节阀可以任意设定其开度满足流量需求。

建议

分析该输气站常电动调节阀和自力式调压阀的使用情况,认为电动调节阀具有明显优势,电动调节阀替换自力式调压阀是较好的措施。其原因与电动调节阀开度具有较好的调节性有关。
实际生产过程中,若压差和流量均较大,则电动调节阀最适宜;恒定压力的情况最好选用自力式调压阀工况最大流量的确定关系到调节阀的选型,调节阀CV值一般取值为1.1一 1.2倍工况最大流量,考虑到降噪因数,选用迷宫笼式调节阀是很好的选择。

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