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某輸氣站場相關(guān)自力式調(diào)壓閥等常見故障分析

發(fā)布于:2020/9/9 11:14:27 點擊量:119

調(diào)壓系統(tǒng)在天然氣輸送系統(tǒng)中具有重要作用,既可保證系統(tǒng)下游安全,又可實現(xiàn)供氣的連續(xù)性、可靠性。調(diào)壓系統(tǒng)可以將壓力穩(wěn)定在特定范圍,還可滿足下游供氣量需求。調(diào)壓器是調(diào)壓系統(tǒng)的一個重要部件,其可實現(xiàn)局部的阻力改變。具體而言指的是將節(jié)流面積改變,使流速、流體相關(guān)功能變化,實現(xiàn)壓力損失的不同,進而降壓。此后通過調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng),實現(xiàn)閥后壓力保持相對恒定。為明確輸氣站場不同閥門的使用情況,以某輸氣站為例,從閥門結(jié)構(gòu)、原理著手,分析了當(dāng)前存在的問題及其原因,為今后調(diào)壓閥的選擇提供依據(jù)。

常見調(diào)壓閥及其原理:

自力式調(diào)壓閥
自力式調(diào)壓閥(FL系列)可分兩部分。第一部分為調(diào)壓器,主要由閥芯、固定閥座、皮膜(和彈簧連接)等組成,在平衡狀態(tài)下,下游壓力P2(通過導(dǎo)壓管進人到低壓閥腔)與皮膜連接的彈簧壓力PM同負(fù)載壓力Pv(上游壓力PI通過指揮器的調(diào)節(jié)后進人到高壓閥腔)相平衡《第二部分為控制指揮器,在使用自力式調(diào)壓閥時要對調(diào)壓器進行出口壓力設(shè)定,就是通過調(diào)整螺絲G,使指揮器彈簧MS的壓縮程度發(fā)生改變,從而設(shè)定出口壓力。 其控制過程可概況為當(dāng)外界給出一個干擾信號(用氣量和進口壓力的改變) ,則被調(diào)參數(shù)(出口壓力)發(fā)生變化,傳給測量元件,測量元件發(fā)出一個信號和給定值進行比較,得到偏差信號,并被送給傳動裝置,傳動裝置根據(jù)偏差信號發(fā)出位移信號送至調(diào)節(jié)機構(gòu),使閥門動作起來,調(diào)節(jié)對象輸出一個調(diào)節(jié)作用信號克服干擾作用的影響。

電動調(diào)節(jié)閥
電動調(diào)節(jié)閥組成部分包括:電動執(zhí)行器、執(zhí)行器與閥門間連接件、閥門部件。閥芯為閥門部件的核心,其原理為將閥桿和電動執(zhí)行器相連,控制系統(tǒng)控制電動執(zhí)行器的傳輸信號而實現(xiàn)。當(dāng)前閥位和執(zhí)行器的閥門定位器比較可知,若在死區(qū)外,通過執(zhí)行命令實現(xiàn)節(jié)流口開度改變,最終調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。電動驅(qū)動裝置和其他相比,具有廣泛動力源、操作方便和迅速等優(yōu)盧 電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行過程包括:當(dāng)管道流體參數(shù)(如流量、壓力)出現(xiàn)變化,這些參數(shù)經(jīng)過PID計算,將模擬電流信號(4一20mA)傳遞給RTU上位機,然后在通過偏差信號(4一20mA)傳給電動執(zhí)行器,壓力和流量開度的控制可以通過調(diào)節(jié)閥閥桿內(nèi)信號實現(xiàn)上下移動。

某輸氣作業(yè)區(qū)使用問題分析

某輸氣站在建站時,在對川中的供氣管路上使用的DN80 電動調(diào)節(jié)閥是由FISHER調(diào)節(jié)閥和BIFFI調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器組合而成。在實際使用中,當(dāng)采用自動調(diào)節(jié)功能時,執(zhí)行器反復(fù)動作發(fā)生震蕩,系統(tǒng)無法正常工作。主要有以下原因:

  • 根據(jù)FISHER調(diào)節(jié)閥的最佳流量控制曲線,閥的開度應(yīng)在40%至90%范圍內(nèi)調(diào)節(jié),如果總讓調(diào)節(jié)閥在小開度范圍內(nèi)工作,氣蝕、沖蝕會損壞閥芯,縮短調(diào)節(jié)閥壽命。此外,小開度使流速加快,噪音增大。

  • 由于民用氣存在波峰和波谷,而工況要求在滿足流量的同時壓力恒定最重要,由于南充站調(diào)節(jié)閥選型過大造成系統(tǒng)不能正常工作,而恒定壓力恰恰是自力式調(diào)壓閥的優(yōu)勢。

  • 單就功能而言,電動調(diào)節(jié)閥主要用于長輸管道的介質(zhì)壓力及大流量調(diào)節(jié),自力式調(diào)壓閥用于相對流量較小的介質(zhì)壓力調(diào)定。

同時,在該輸氣區(qū)還使用了三臺DN巧0的塔塔里尼自力式調(diào)壓閥調(diào)壓,使用過程中由于P2+PM > Pv時,閥芯將移向固定閥座的位置開度減小,流量減小。分析原因如下:
當(dāng)管徑一定時,壓差影響流速的大小,而流速的大小關(guān)系到流量的大小,對于氣體來講,壓力的提高使得同樣的管道在流過同樣標(biāo)方氣體的時候,真正的流速下降了,因此對于氣體來講,流量和壓力是有關(guān)系的。當(dāng)輸氣線壓力愈接近設(shè)計壓力,用自力式調(diào)壓閥調(diào)節(jié)流量將愈困難,這恰恰是電動調(diào)節(jié)閥的優(yōu)勢。
如果要用自力式調(diào)壓閥保證流量的滿足須減小壓差,勢必再增加一至二級調(diào)壓,這就使投資成本增加,場地施工難度增大。而調(diào)節(jié)閥可以任意設(shè)定其開度滿足流量需求。

建議

分析該輸氣站常自力式調(diào)壓閥電動調(diào)節(jié)閥的使用情況,認(rèn)為電動調(diào)節(jié)閥具有明顯優(yōu)勢,電動調(diào)節(jié)閥替換自力式調(diào)壓閥是較好的措施。其原因與電動調(diào)節(jié)閥開度具有較好的調(diào)節(jié)性有關(guān)。

實際生產(chǎn)過程中,若壓差和流量均較大,則電動調(diào)節(jié)閥最適宜;恒定壓力的情況最好選用自力式調(diào)壓閥工況最大流量的確定關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的選型,調(diào)節(jié)閥CV值一般取值為1.1一 1.2倍工況最大流量,考慮到降噪因數(shù),選用迷宮籠式調(diào)節(jié)閥是很好的選擇。


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