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  • 进口减压阀结构与原理-德国莱克LIK品牌
    发布日期:2017-5-1


    兰成渝输油管道是一条长距离多种油品顺序输送管道。该管道起点为兰州北滩油库,途经黄土高原、秦岭山区、四川盆地,地形错综复杂,管道最高点海拔2455米,最低点为海拔200米,落差为2255米,动压和静压都很大,为保证管道水利工况稳定,在陇西站、成县站和广元站设置了减压阀,来控制减压阀上游压力,保证高点不为负压,停运时下游管道不超压。兰州首站和重庆末站为了调节进出站的压力,分别在进出站安装了减压阀(电液联动调节阀)。为了保护分输支线的压力不超高,在各分输站分输支线的入口控制阀门之后,也设置了减压阀(电液联动分输调节阀)。在管道运行时,通过减压阀控制减压阀背压,使减压站上游高点压力大于油品的饱和蒸汽压,保证管道达到满管流时,减少混油量和防止发生油品汽化。降低减压站下游管线的动压,防止下游压力超高;减少管线壁厚,节省钢材用量。管线停输时,减压阀全关,截断上游静压,避免静压过大给下游管道造成破坏。

        1 减压阀结构与原理

        1.1 结构组成

        CCI控制阀门有五个主要组件:阀体、阀芯、阀盖组件、阀塞组件、执行器与控制组件。阀盖组件包括:阀座、阀盖、阀盖法兰、密封件及盘根。阀塞组件包括阀塞及阀杆。具体如图1所示。

    图1 CCI控制阀组成

        1.2 基本原理

        当液体压力下降至汽化压力(以下),便会产生气泡,液体进入阀门时的压力为P1,速度为V1,当液体流动到阀芯时,速度会加快至V2而压力会下降到P2,如果P2等于Pv(该液体的汽化压力)或者更低,液体就会沸腾,当液体通过阀门的喉部位置后,压力会回升并把动能转化为位能,阀后压力为P3,速度为V3,当压力超过该液体的汽化压力Pv时,刚形成的气泡就会破裂,形成气蚀现象,气泡破裂释放的能量会使周围的表面张力超过1400MPa,严重损坏阀门。(图2)

    图2 CCI控制阀工作原理

        兰成渝管道落差为两千多米,阀门两端最大差压近10MPa,由于介质速度和压差有密切的关系,流体速度在阀门内最小断面的下游最高,这种高流速现象会引起气蚀和磨损,很快会把阀门损坏,在损坏阀门前,还会出现噪音大、震动剧烈、压力控制困难的现象。

        CCI迷宫式减压阀的阀芯把流体分为很多平行的流道,每一流道有特定数量的的直角转弯(迷宫),每一个直角都减低流道介质的速度头,使阀芯的每一盘片每一通道的介质速度得以控制在预定范围之内,可以保持阀后压力在汽化压力以上,防止气蚀形成。(图3和图4)

    图3 CCI迷宫式减压阀的工作原理图

    图4 CCIDRAGR迷宫阀芯

        CCIDRAG减压阀迷宫盘片还可以提供不同的流量特性,特性曲线为线性,所有盘片使用相同的流道数量,每一个流道有相同的直角转弯及面积,这样,流量与阀门的的开度在同等压差时成正比例。但由于工况复杂,又要求阀门正常的调节范围在10%-85%之间,所以为了保证调节特性的稳定,阀门的特性曲线采用了修正线性,即底部盘片有较少流道,而上部有较多的流道。(图5)

    图5 CCIDRAG减压阀流量特性曲线图

        2 减压阀的维修与安装

        2.1 修理步骤

        具体的修理步骤如下:①解体阀门。②加深螺纹深度。③用砂布清除密封面的毛面及锈迹。④如果阀笼内径有擦伤,必须用自动磨切装置磨切。只有当突出的颗粒可以磨掉时才能磨切阀笼内径。⑤如果阀塞的加硬表面材料有凹痕、擦伤或老化,更换阀塞。⑥清洁所有修复的部件。⑦重新组装阀门。⑧重新组装的阀门不要求特殊测试。⑨为保证运行正常,阀门应开关数次。

        2.2 安装要求

        安装前应认真核对阀门的安装位号及规格型号,以免错装。安装阀门时应注意指示标记及介质流向,确定安装方向。安装阀门时应在阀门关闭的状态下进行。安装时应对法兰的密封面及垫片进行外观检查,不得有影响密封性能的缺陷存在;与阀门连接的法兰应保持同轴,螺栓孔中心偏差不应超过孔径的5%,法兰垫片应放正,均匀上紧。在每次拆装阀体后要重新确认全开位(PH)全关位(PL),以保证阀门可开到位、关到位。

        3 减压阀的常用操作

        3.1 投运气动减压阀的操作步骤①检查气动减压阀的阀位正常,无异常声响、无渗漏;②检查该减压阀执行器的手/自动控制开关的手柄处于远控位置;气缸旁通阀全关;各排气孔的排气声音及频率正常;③确认该减压阀前后的电动球阀在远控全关状态;④全开减压阀前面的电动球阀;⑤全开减压阀后面的电动球阀;⑥将减压阀远控平稳打开一定开度;⑦检查该减压阀无异常声响、无渗漏,工作平稳正常;⑧检查相关气源管线及连接点无漏气现象,各调压阀处的压力表读数正常。

        3.2 停运气动减压阀的操作步骤①检查气动减压阀的阀位正常,无异常声响、无渗漏;②检查该减压阀执行器的手/自动控制开关的手柄处于远控位置;气缸旁通阀全关;各排气孔的排气声音及频率正常;③平稳全关减压阀;④全关减压阀前面的电动球阀;⑤减压阀后面的电动球阀远控全关;⑥减压阀无异常声响、无渗漏;相关气源管线及连接点无漏气现象,各调压阀处的压力表读数正检查常。

        4 常见故障分析及改进措施

        对减压阀的维护管理过程中,常出现以下问题,具体的改进措施如表1所示。

    表1 减压阀常见问题与改进措施

        

        5 结束语

        为了解决油品输送中落差大这一工艺难题,兰成渝管道设置了减压站和减压阀,通过减压阀来进行节流降压和调节流量,通过8年多的运行,根据实际情况,我们对阀芯进行了改造,增大了流道,减少了堵塞和维修清理的次数;根据减压阀特性,合理安排2套减压阀运行,已达到最佳的运行效果。

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