减压阀在大落差管道上的应用论文

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1、减压阀在大落差管道上的应用论文.freelmANSI600RZD-RMBX型减压阀，用于库鄯输油管道吐鲁番盆地西南部落差最大(115km内落差达1660m)的觉罗塔格山至艾丁湖减压输油段。运行一年多来，工作平稳正常，效果良好。一、减压阀的结构及工作原理减压阀是一种轴流式调节阀，由阀外体、阀内体、阀杆、活塞杆、活塞和笼筒组成(见图1)。图1减压阀结构示意图1—阀外体；2—阀内体；3—活塞杆；4—阀杆；5—活塞；6—笼筒1、阀体阀体包括阀外体和阀内体.freelADC信号转换为0.02～0.1MPa的标准气动信号，传输信号为电信号，

2、现场操作为气动信号。执行机构接受控制信号转换成相应的直线位移输出，通过推杆带动阀杆上下移动，从而使阀门开度在全行程上变化。5、性能特点轴向对称流道。阀体采用了轴向对称流道，完全避免了优先流和不必要的流向改变，使噪音和紊流趋势明显降低。气密级专利密封系统。减压阀具有获专利的密封系统，即使在最恶劣的工作条件下，也能在全压力范围内保证关断严密。压力平衡。由于减压阀装配了压力平衡活塞，使得操作活塞的轴向力与阀门两端的压差无关，因此使用较小的执行机构就能达到快动的目的。二、调节特性减压阀的调节特性是由阀内部件的结构决定的，所谓调节特性是指

3、流过阀门介质的相对流通能力与阀门相对开度的关系，相对流通能力是阀门某一开度时流通能力与全开时流通能力之比，相对开度是阀门某一开度与全开度之比〔1〕。减压阀的调节特性如图3所示。从图3中可以看出，减压阀具有良好的线性调节特性，最小流量时开度约在10%处，这一点使得阀门接近关闭时工作缓和平稳，确保关断严密。在正常的可调范围内流量变化与阀门开度成线性关系。图3减压阀特性曲线三、减压阀在管道中的调节原理库鄯输油管道使用了两个减压阀，并联安装在觉罗塔格减压站，其中主阀PV1001起主要调节作用，副阀PV1002起备用调节作用，库鄯输油管道

4、一期工程水力坡降线示意图如图4所示。图4库鄯输油管道一期工程水力坡降线示意图从图4中可以看出减压阀的主要作用是。(1)在减压站通过减压阀节流降压，消耗掉管道最高点至末站进站间的多余位能(P2－P3)。(2)通过减压阀控制减压站上游管道的压力，保证高点正压运行，并避免高点至减压站管道内出现不满流现象。(3)全线停运时，通过减压阀的严密关断，防止减压站上游出现不利于再启动的空管现象。图4中高点与减压站处由伯努利方程得到简化后的稳定流的能量方程〔2〕：即P2＝P1＋γ（Z1－Z2）-γ.hf由列宾宗公式得：（1）式中Z1——高点高程，

5、m；Z2——减压站高程，m；P1——高点压力，Pa；P2——减压站进站压力，Pa；Q——管道内原油流量，m3／s；d——管道内径，m；L——高点至减压站间的管道长度，m；γ——油品相对密度，kg／m3；ν——油品运动粘度，m2／s；β——流态系数，取0.0246s2／m。其中Z1、Z2、d、L、β、γ、ν为已知，为了保证高点正压运行，取P1为0.2MPa(设计参考值)，由式(1)中可以得出：减压站的进站压力P2随Q变化而变化，Q取首站出站流量。在实际运行中PSP（减压站进站压力设定值）由SCADA系统根据实时测定的Q进行计算得出

6、，并从主机系统实时传给减压站的站控PLC，由PLC内的PID(比例积分微分)调节程序对减压站的上游压力P2进行控制。当P2＜PSP时，PV1001关小，直至偏差e＝P2－PSP＝0为止；当P2＞PSP时，PV1001开大，直至偏差e＝0为止；当P2＝PSP时，PV1001保持当前开度。副阀PV1002是备用调节阀，其压力设定值为固定值，即不随管道流量变化而变化。当主阀PV1001故障关闭或流通能力不够时，副阀将自动参与调节，两阀的压力流量曲线如图5所示。图5压力流量曲线图由图5可看出，主阀PV1001控制上游压力随流量增大而减小

7、，而副阀PV1002控制上游压力为一定值，但两阀出口压力(随流量的变化)相同。四、减压阀运行工况分析RZD-RMBX型减压阀结构独特，并首次在我国输油管道上使用，由于设计上的疏忽，减压站进站主流程上未装过滤器，加之减压阀的安装未严格按照规程执行，因此导致库鄯输油管道在输水试运期间减压阀严重受堵，流通能力减小，后经补装过滤器，并多次冲洗减压阀，运行工况才逐渐趋于正常。通过分析主阀PV1001的两组运行数据，得出如表1所列的结果。第一组数据中取通过流量约490m3／h，运行时间为8个月，减压阀的实际开度从99.61%降为35.36%

8、，经过计算，实际开度与理论开度间的绝对误差从71.61%降为7.61%。第二组数据取通过流量约643m3／h，运行时间为4个月，实际开度从56.31%降为40.83%，绝对误差从23.81%降为8.03%。从表1中可以看出，减压阀随着运行时间的累计，流通能力也逐