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某輸氣站場(chǎng)相關(guān)自力式調(diào)壓閥等常見(jiàn)故障分析
發(fā)布于：2020/9/9 11:14:27 點(diǎn)擊量：152
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(shí)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(gè)重要部件，其可實(shí)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(shí)現(xiàn)壓力損失的不同，進(jìn)而降壓。此后通過(guò)調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閥后壓力保持相對(duì)恒定。為明確輸氣站場(chǎng)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(wèn)題及其原因，為今后調(diào)壓閥的選擇提供依據(jù)。
常見(jiàn)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(guò)導(dǎo)壓管進(jìn)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(guò)指揮器的調(diào)節(jié)后進(jìn)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(shí)要對(duì)調(diào)壓器進(jìn)行出口壓力設(shè)定，就是通過(guò)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(guò)程可概況為當(dāng)外界給出一個(gè)干擾信號(hào)（用氣量和進(jìn)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(cè)量元件，測(cè)量元件發(fā)出一個(gè)信號(hào)和給定值進(jìn)行比較，得到偏差信號(hào)，并被送給傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置根據(jù)偏差信號(hào)發(fā)出位移信號(hào)送至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使閥門動(dòng)作起來(lái)，調(diào)節(jié)對(duì)象輸出一個(gè)調(diào)節(jié)作用信號(hào)克服干擾作用的影響。
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成部分包括：電動(dòng)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(dòng)執(zhí)行器相連，控制系統(tǒng)控制電動(dòng)執(zhí)行器的傳輸信號(hào)而實(shí)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(guò)執(zhí)行命令實(shí)現(xiàn)節(jié)流口開(kāi)度改變，最終調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和其他相比，具有廣泛動(dòng)力源、操作方便和迅速等優(yōu)盧 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行過(guò)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(guò)PID計(jì)算，將模擬電流信號(hào)（4一20mA）傳遞給RTU上位機(jī)，然后在通過(guò)偏差信號(hào)（4一20mA）傳給電動(dòng)執(zhí)行器，壓力和流量開(kāi)度的控制可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥閥桿內(nèi)信號(hào)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。
某輸氣作業(yè)區(qū)使用問(wèn)題分析
某輸氣站在建站時(shí)，在對(duì)川中的供氣管路上使用的DN80 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由FISHER調(diào)節(jié)閥和BIFFI調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器組合而成。在實(shí)際使用中，當(dāng)采用自動(dòng)調(diào)節(jié)功能時(shí)，執(zhí)行器反復(fù)動(dòng)作發(fā)生震蕩，系統(tǒng)無(wú)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(kāi)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(kāi)度范圍內(nèi)工作，氣蝕、沖蝕會(huì)損壞閥芯，縮短調(diào)節(jié)閥壽命。此外，小開(kāi)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(shí)壓力恒定最重要，由于南充站調(diào)節(jié)閥選型過(guò)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(shì)。
單就功能而言，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要用于長(zhǎng)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(duì)流量較小的介質(zhì)壓力調(diào)定。
同時(shí)，在該輸氣區(qū)還使用了三臺(tái)DN巧0的塔塔里尼自力式調(diào)壓閥調(diào)壓，使用過(guò)程中由于P2+PM > Pv時(shí)，閥芯將移向固定閥座的位置開(kāi)度減小，流量減小。分析原因如下：
當(dāng)管徑一定時(shí)，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(duì)于氣體來(lái)講，壓力的提高使得同樣的管道在流過(guò)同樣標(biāo)方氣體的時(shí)候，真正的流速下降了，因此對(duì)于氣體來(lái)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(jì)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的優(yōu)勢(shì)。
如果要用自力式調(diào)壓閥保證流量的滿足須減小壓差，勢(shì)必再增加一至二級(jí)調(diào)壓，這就使投資成本增加，場(chǎng)地施工難度增大。而調(diào)節(jié)閥可以任意設(shè)定其開(kāi)度滿足流量需求。
建議
分析該輸氣站常自力式調(diào)壓閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用情況，認(rèn)為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有明顯優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度具有較好的調(diào)節(jié)性有關(guān)。
實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，若壓差和流量均較大，則電動(dòng)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。