1 简述
调压阀又被称为调节阀门,是构成工控自动化自动控制系统中的一个关键步骤,它被称作生产过程智能化的“手脚”,恰当挑选调压阀是保证操作系统平稳、正常的运转的重要。
调压阀型号选择时要充分考虑下列要素:液体的种类、腐蚀和黏性;液体的环境温度、进出口贸易工作压力、比例;较大最少工作中总流量、正常的工作中总流量及压力差;较大容许噪音级别;氢压和闪蒸、空蚀发生的概率;调压阀管路材料和规格等。
从总体上,型号选择标准可以概括为以下几个方面:
(1)依据技术标准,挑选适宜的调压阀结构形式(阀门、三角阀、碟阀等)和材料(铸钢件、不锈钢板或内衬);
(2)依据被测目标特性,挑选科学合理的总流量特点(平行线、等百分数、快开)及总流量特点(流开、流闭);
(3)依据加工工艺主要参数,测算出合理性的闸阀规格;
(4)依据实际情况挑选适宜的执行器(气动式、电动式或液控阀);
(5)依据加工工艺过程控制的规定,挑选适宜的协助设备(密封填料、阀门定位器、主轴等)。
渤海湾某服务平台基本上设计方案新项目中,依据技术规定,共设定调压阀39个,关键使用在检测/生产管汇、热处理炉、分离设备、然料汽罐,仪表盘汽罐、公共汽罐进出口贸易管道上,根据更改液体总流量调整被测目标的工作压力、环境温度、液位仪。
2 测算基本原理及实例
2.1 流量系数
危害调压阀规格选中的原因许多,在其中最首要的是调压阀流量系数的明确。流量系数是用以表明要求情况下调压阀商品流通工作能力的基本上指数,一般指特殊液体在指定气温下,当阀两边为企业压力差时,单位时间内流过调节阀门的容积数。选用不一样的单位制时流量系数有不同的关系式,流量系数界定如表1所显示。
因为该海上平台上,加工工艺主要参数都选用国际计量单位,而调压阀商品多选用螺纹公称直径,因而本文章选用国际计量单位流量系数KV开展调压阀测算,根据Cv开展闸阀型号选择。Kv与Cv计算关联为:CV=1.156Kv。
针对不能缩小液体,流量系数KV可以用公式计算(1)表明:
式中,
Q——被测液体容积总流量,m3/h;
ρ——流过阀的流体密度,kg/m3;
ρw——5℃~40℃水密度,kg/m3;
ΔP——阀进出口贸易压力差,bar。
必须强调的是,公式计算(1)表明的是不能缩小液体流量系数测算的基本概念公式计算。当液体在阀内行程安排堵塞流(Choked flow)、液体处在非中合流动性情况或阀两边与加工工艺管路间配有衔接管材时,要对公式计算(1)作进一步调整。
当液体在阀内产生堵塞流时,调压阀的流量系数KV应当依照公式计算(2)测算:
在其中,
P1——阀进口的工作压力,bar;
Pv——饱和蒸气压力,bar;
FL——压力恢复系数;
FF——液态临界压力比指数;
N1——参量,因单位制及流量系数界定而异。
流阻Re是一个用于说明液体在管线内液体状况的无量纲数。针对只有一个流路的调节阀门,如大家经常使用的直达单阀阀、阀门等,流阻Re可表达为:
在其中,V为液态物质的黏度;N3为参量,因单位制及流量系数界定而异。
当流阻很低,液体已在层.流情况流动性,总流量是与阀压力降正相关而不是与阀压力降的开根号值正相关。因而针对流阻稍低的液体在C值测算时需要完成调整:
在其中,FR为流阻修正系数,可从有关指南的流阻修正系数趋势图中查得。
2.2 调压阀规格测算步骤
(1)测算统计数据的明确。必须加工工艺技术专业相互配合给予调压阀液体较大工作中总流量(Qmax)、正常的工作中总流量(Qnor)、最少工作中总流量(Qmin)、闸阀进口的工作压力、闸阀出入口工作压力、液体黏度、液体环境温度、饱和蒸气压等数据信息。取得以上加工工艺数据信息后,仪表盘技术工程师要依据实际情况对主要参数开展相对应调整。
(2)堵塞流辨别。依据公式计算(5)分辨流过闸阀的液体是不是为堵塞流。
假如公式计算(5)创立,则为非堵塞流,依照公式计算(1)测算较大工作中总流量工作状况下的流量系数Kvmax,从而获得Cvmax;相反,为堵塞流,依照公式计算(2)测算较大工作中总流量工作状况下的流量系数Kvmax,从而获得Cvmax。
(3)低流阻调整。依据公式计算(3)推算出流阻Re,若Re≥3500,不用开展低流阻改动,流程(2)中测算出的流量系数即是所愿;若Re<3500,必须开展低流阻调整,依照公式计算(4)对流量系数开展调整。
(4)调压阀规格的选中。依据已估算出的最高工作中总流量工作状况下的流量系数Cvmax,在所采用的调压阀商品形式系列产品中,选择超过Cvmax并与其说贴近的一档额定值流量系数C100(即阀全开时的流量系数),从调压阀主要参数规格型号表格中查得C100相匹配的闸阀规格。
(5)开启度检算。把正常的工作中总流量(Qnor)、最少工作中总流量(Qmin)依照以上过程开展测算,各自求取Cnor、Cmin。依据项目工作经验,一般来说,假如较大工作中总流量工作状况下阀开启度(Cmax/C100)坐落于70~90%中间、正常的工作中总流量工作状况下阀开启度(Cnor/C100)坐落于30%~70%中间、最少工作中总流量工作状况下阀开启度(Cmin/C100)坐落于10%~30%中间,则觉得调压阀规格挑选有效。
♂
2.3 调压阀测算实例
下边以渤海湾某服务平台基本上设计方案新项目中加工工艺闸阀LV-2013为例子,详细介绍开展调压阀规格测算的全过程。
如下图1所显示,液位仪调压阀LV-2013为气动式直线式单阀阀,组装在一级分离设备CEPA-V-2001的油相出入口管道上,根据调整出入口总流量做到操纵一级分离设备内油相液位仪的目地。
调压阀LV-2013初始加工工艺主要参数见表2。
依据本毕业论文给予的调压阀规格测算流程开展测算:
(1)计算统计数据的明确。加工工艺技术专业供应的原始记录如表2所显示,仪控技术工程师必须对表中数据开展调整。
较大工作中总流量(Qmax)的明确:因为调压阀生产制造时具有一定的偏差,从妥当考虑到,调压阀测算中须要运用的最高工作中总流量(Qmax)务必超过表2中给定的“较大工作中总流量”(即117.7m3/h)。依据项目工作经验,一般取“稳定较大总流量”的1.15~1.5倍做为较大总流量(Qmax)选值,本工程中,选择倍率为1.3,因此有Q=117.7×1.3=153(m3/h)。正常的工作中总流量(Qnor)、最少工作中总流量(Qmin)可以立即应用表2中选值,即Qnor=90 m3/h,Qmin=34.7 m3/h。
阀压力降(ΔP)的明确:表2中给定的“管道总压力降”就是指管道系统软件中包含调节阀门以内的管道总摩阻降。严格意义上来说,要依据管道液体总流量、液体黏度、接管段距离、弯管、手动阀、渐缩管等主要参数开展数值模拟才可以获得阀压力降(ΔP)值。为优化测算,建筑工程设计中一般建议选用“管道总压力降”的30%~50%做为调压阀阀压力降(ΔP)选值,本新项目选择50%,因而有阀压力降ΔP=0.7|*50|%=0.35(bar)。
(2)堵塞流辨别。这儿,ΔP=0.35bar,FL取0.9,FF取0.93,带入测算得F2L(P1-FFPv)=0.92(4-0.93*3)=0.98bar,则有ΔP<F2L(P1-FFPv),因此液体情况为非堵塞流,应根据公式计算(1)测算流量系数Kvmax。
(3)低流阻调整。依据公式计算(3)推算出流阻
故无须作低流阻调整。
(4)调压阀规格的选中。依据已估算出的最高工作中总流量工作状况下的流量系数|Cvmax=1.156 Kvmax=1.156*242.60=280.45,在所采用的调压阀商品形式系列产品中,选择超过Cvmax并与其说贴近的一档额定值流量系数C100值396,相匹配的闸阀规格为6in。
(5)开启度检算。
运用以上方式 ,获得正常的工作中总流量工作状况下、最少工作中总流量工作状况下流量系数各自为:Cvnor=169.59,Cvmin=65.39。
较大工作中总流量工作状况下阀开启度:Cvmax/C100 = 280.45/396 = 71%
正常的工作中总流量工作状况下阀开启度:Cvnor/C100 = 169.59/396 = 43%
最少工作中总流量工作状况下阀开启度:Cvmin/C100 = 65.39.45/396 = 17%
闸阀开启度均在有效区域内,调压阀规格挑选有效。
2.4 运用InstruCalc手机软件认证
InstruCalc手机软件是做仪表阀门工程项目测算必备软件,操纵阀阀门规格测算控制模块人机交互如下图2所显示。在其中“Input Data”框中具体内容是规定导入的原始记录,Case1、Case2、Case3表明较大、正常的、最少三种不一样工作状况;“Output Data”框为导出数据信息;“Valve Rated Data”为依据数值选中的阀型及有关闸阀主要参数。
本工程中开展调压阀规格测算运用的便是InstruCalc手机软件,现运用此手机软件对手工制作数值开展检算。将表2中的原始记录键入InstruCalc手机软件,从图2可以看得出,利用计算机测算的3种情况下Cv值分别是280.54、169.65、67.608,与本毕业论文手工制作数值基本一致,认证了文中调压阀规格手工制作数值的合理化。
3 结语
本文章以渤海湾某服务平台基本上设计方案新项目中调压阀测算为实例,探讨了一种根据不能缩小液体的调压阀主要参数选择及其闸阀规格手工制作计算方式。闸阀数值恰当是否,非常大水平上在于较大工作中总流量(Qmax)和阀压力降(ΔP)的明确。这就必须仪控技术工程师与加工工艺技术专业密切配合,从加工工艺目标的特性、调整规定及其合理性等领域综合性衡量,以选择有效的主要参数。
调压阀的测算是比较复杂麻烦的,要充分考虑各个方面的要素。现阶段规划院中一般选用专业的系统开展测算。在以后的工作上,可以将手工制作测算与手机软件测算紧密结合,二者相互之间认证,提升数值的稳定性。
咨询需求
