氮氣控制泄壓閥
1概述氮氣控制泄壓閥主要用在輸送黏稠和含泥沙的原油管網系統中,快速跟蹤管路壓力的變化,用于保護輸油管線安全,防止在輸油過程中因意外或閥門緊急關斷造成管線過壓和紊流,避免因管路系統的水錘壓力或其他異常升
1 概述
氮氣控制泄壓閥主要用在輸送黏稠和含泥沙的原油管網系統中,快速跟蹤管路壓力的變化,用于保護輸油管線安全,防止在輸油過程中因意外或閥門緊急關斷造成管線過壓和紊流,避免因管路系統的水錘壓力或其他異常升壓對管道設備的破壞。
2 結構
氮氣泄壓閥(圖1)主要由閥體、閥瓣、調速閥和視鏡等組成。氮氣控制系統(圖2)可為泄壓閥提供充足的氣源和穩定的工作壓力。氮氣壓力可根據用戶要求設定,并可以通過控制室對其進行監控。氮氣瓶采用一個使用一個備用的方式,以方便氣量不足時更換。充氣室需要絕熱或埋地,防止因溫度變化而引起壓力波動。為了防止泄壓閥充氣超壓,在控制系統中設置有安全閥。
圖1 泄壓閥結構
圖2 氮氣控制泄壓系統
充氣室容積隨閥門開度的增大而減小。開閥時泄放壓力設定點的變化百分比由充氣室容積的大小決定。確定氣罐容積之前,首先確定閥門設定的泄放壓力、閥門全開時閥瓣的置換體積(表1)和允許超壓數值(一般不超過設定值的10%)。
在絕熱壓縮條件下,氣罐容積V1為
式中 V1——氮氣罐的總容積,m3
P1——關閥時閥門的臨界泄放壓力,MPa
P2——開閥時閥門的zui高允許過壓,MPa
VZ——閥門開啟時閥瓣的置換體積,cm3
0.709——氮氣絕熱指數K=1.41的倒數
表1 不同口徑閥門閥瓣的置換容積
以DN250的泄壓閥為例。
P1=臨界泄放壓力-彈簧壓強+絕壓換算
=1.6-0.028+0.1029
=1.6749MPa
P2=zui高允許過壓-彈簧壓強+絕壓換算
=1.68-0.042+0.1029
=1.7409MPa
VZ=5686.31cm3
V1=210266cm3=0.21m3
3 工作原理及結構特點
3.1 閥門
閥門泄放壓力的設定由氮氣直接控制。閥瓣腔內填充輕油,氮氣通過氣壓油的方式作用在閥瓣上。輕油作為氮氣與閥瓣之間的隔絕物,一方面可以防止氮氣向閥門下游的滲漏,另一方面可以潤滑閥瓣密封圈,減小摩擦力,延長閥瓣密封件的使用壽命。
閥門為常閉型,采用平衡閥瓣結構,閥瓣兩側壓力相等時,活塞的預緊彈簧關閉閥門。管線壓力等量地傳遞到閥瓣的彈簧側,如果加載到輕油頂部的氮氣壓力與彈簧力之和大于管線壓力,則閥門關閉。當入口壓力增大,閥瓣底部的管線壓力克服了彈簧力與氮氣壓力之和,使閥瓣上移推動輕油壓縮氮氣,閥門打開泄壓。當管線壓力降到低于氮氣壓力設定點時,氣壓推動閥瓣下移,閥門關閉并保持關閉狀態。
3.2 調速閥
閥門啟閉速度由安裝在缸蓋上的調速閥控制。開閥速度不受限制,關閥速度由調速閥的固定節流孔控制,從而達到閥門快開緩閉的效果。閥門打開時可以快速泄壓,關閉時緩慢復位,防止關閉速度過快,使閥瓣受到的沖擊力過大造成密封面破壞。
3.3 視鏡
通過視鏡對輕油液位的例行檢查可以掌握閥門的工作狀態。液位低于下視鏡,說明閥門油罐缺油或輕油泄漏。輕油與下視鏡水平,則閥門關閉。上下視鏡都能看見輕油,則閥門全開(視鏡為選裝配件)。
4 結語
具有泄放速度快,泄壓后復位平穩,壓力設定方便快捷,可自動控制等優點。經實際使用,工作可靠,效果良好,安全性高。
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