渣水工况调节阀气蚀问题的解决方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第47卷第2期石油化工自动化Vo1．47，No．22011年4月AUTOMATIONINPETR(CHEMICALINDUSTRYApril，2O11渣水工况调节阀气蚀问题的解决方法甘露(中科合成油工程有限公司，北京100195)摘要：针对渣水泵的阀芯易损坏的难题，介绍了气蚀和闪蒸现象，通过分析气蚀的形成原因，应用调节阀串联限流L板的方法，合理分配调节阀与限流L板的压差，较好地解决r渣水泵出El稳压回流调节阀的气蚀问题。关键词：渣水泵；调节阀；气蚀；限流孔板中图分类号：TP214文献标志码：B文章编号：1007

2、—7324(2011)02—0072—030引言的压力大于入口温度下的流体饱和蒸气压，气泡破某装置的渣水泵(渣水的固体颗粒质量分数约裂恢复为液体，这种现象称为气蚀。在气泡破裂的为3)出口稳压回流调节阀，在投用3周后便不瞬间，气泡原来占有的空问就形成具有高真空的空能正常工作。停车拆解后，发现调节阀的阀芯出现穴，液体在高压差的作用下，以极高的速度流向空严重的损坏，阀芯的前端有很多粗糙的凹坑。穴，形成有冲击力的微喷射流和压力波，由于气泡经查阅相关文献，分析该阀的损坏现象与气蚀中的气体和蒸气来不及在瞬间全部溶解和凝结，因造成的损坏现象相近，气蚀造成的典型

3、损坏形状为而在冲击力的作用下又分成小气泡，再被高压力的类似于煤渣的粗糙表面，初步判定该阀的损坏是由流体压缩、凝结、破裂，如此形成多次反复。如果气气蚀造成的。泡的破裂发生在阀内件的表面处，会对材料表面造1气蚀和闪蒸成高频冲击，所形成的冲击力可高达几百甚至上千不可压缩流体(液体)通过调节阀的节流后，其牛顿，冲击频率可达几万赫兹，从而使材料产生疲压力的变化情况如图1所示。由节流原理可知，流劳并导致机械损坏。气蚀损坏具有煤渣似的粗糙体在节流时流速增加而静压降低，在节流口后流束截外形的特点，而闪蒸造成的物理损坏其外形非常光面并不立即扩大，而继续缩小到一个最

4、小值，此处流滑类似于细的喷砂表面。速最大且静压最低，称为缩流断面。缩流断面后随着2初始气蚀指数流通截面的扩大，流体流速减慢，静压回升，称为压力相关实验表明，在调节阀人口P和阀门开度恢复。而p一一Ap为不可恢复的压力损失。保持固定时，调节阀的流量q与、／／△的关系曲线如图2所示。图1不可压缩流体通过调节阀的压力变化0,]~／MPaA缩流断面处的压力为节流过程中最低的静图2入口压力和阀门开度固定时压，如果该处的流速增加到足够高，那么将会降调节阀的流量与关系低到不大于阀门入口温度下的流体饱和蒸气压p，此时部分液体就会气化成气体或蒸气，形成气泡。流体流出

5、节流区后，压力回升，若压力回升不收稿日期：201l一02—21。超过入口温度下的流体饱和蒸气压(≤)，那么作者简介：甘露(1964)，1985年毕业于兰州化工学校仪表流体还将继续气化，在阀门出口形成气液共存的现及自动化专业，长期从事于国内外工程项目的设计、施工管理等工象，即两相流，这种现象称为闪蒸。若压力回升后作，现在中科合成油工程有限公司从事自动化工程设计、管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第2期甘露．渣水工况调节阀气蚀问题的解决方法从a点开始直线开始弯曲，q与的比例关目前已选用的调节阀为底进侧出流开式角阀，系开始失调，根据实验的观

6、察结果，阀门此时出现K为0．64已经较大，尽管还有K值更大的调节了损伤，因此将此点定义为初始气蚀点，该点对应阀，鉴于介质中含有固体颗粒，角阀的流道非常畅的Ap定义为初始气蚀差压Ap，用初始气蚀指数通不易堵塞沉积，若更换其他直通阀门对配管改动来定义该点：更大且订货周期长，因此仍保留该阀。为避免对现场的配管造成较大的改动，调节阀K：二一一(1)的安装位置维持原方案，故而方法二将不再考虑。Pl—PPl—P对于方法三，若想提高P可以通过在阀后串联调式中K——气蚀指数；P——阀门入口压力，节阀或者限流孔板来实现。而串联调节阀或者限MPa；P，——阀门出口压

7、力，MPa；P——阀门入口流孑L板同样是采用多级降压的方法，这与抗气蚀专温度下液体的饱和蒸气压，MPa；Ap——初始气用调节阀的原理是一致的。蚀差压，MPa。如果采用调节阀串联调节阀的方法，同样需要根据以上实验结果，可以得出，如果作用在调对每一个调节阀的前后压差进行分析，避免在任意节阀上的差压大于Ap，调节阀将开始出现气蚀或一级减压的过程中出现气蚀，对阀门造成破坏。以闪蒸。K一0．64为例，如果需要将7．5MPa的流体平稳根据气蚀指数的定义，重新分析稳压回流调节地减压到0．4MPa而不产生气蚀，需要在主调节阀的损坏原因。该阀的介质为渣水，固体质量

8、分数阀后串联3个副调节阀才能实现。各个调节阀的为3，其余为水。入口温度为120℃，P为前后压力和差压见表1所列。7．5MPa，P，为0．