氮气控制泄压阀

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥通用机械研究院 作者:明友

1、概述

  氮气控制泄压阀主要用在输送黏稠和含泥沙的原油管网系统中,快速跟踪管路压力的变化,用于保护输油管线安全,防止在输油过程中因意外或阀门紧急关断造成管线过压和紊流,避免因管路系统的水锤压力或其他异常升压对管道设备的破坏。

2、结构

  氮气泄压阀(图1)主要由阀体、阀瓣、调速阀和视镜等组成。氮气控制系统(图2)可为泄压阀提供充足的气源和稳定的工作压力。氮气压力可根据用户要求设定,并可以通过控制室对其进行监控。氮气瓶采用一个使用一个备用的方式,以方便气量不足时更换。充气室需要绝热或埋地,防止因温度变化而引起压力波动。为了防止泄压阀充气超压,在控制系统中设置有安全阀。

氮气控制泄压阀

图1 泄压阀结构

氮气控制泄压阀

图2 氮气控制泄压系统

  充气室容积随阀门开度的增大而减小。开阀时泄放压力设定点的变化百分比由充气室容积的大小决定。确定气罐容积之前,首先确定阀门设定的泄放压力、阀门全开时阀瓣的置换体积(表1)和允许超压数值(一般不超过设定值的10%)。

  在绝热压缩条件下,气罐容积V1为

氮气控制泄压阀

  式中 V1——氮气罐的总容积,m3

  P1——关阀时阀门的临界泄放压力,MPa

  P2——开阀时阀门的最高允许过压,MPa

  VZ——阀门开启时阀瓣的置换体积,cm3

  0.709——氮气绝热指数K=1.41的倒数

表1 不同口径阀门阀瓣的置换容积

氮气控制泄压阀

  以DN250的泄压阀为例。

  P1=临界泄放压力-弹簧压强+绝压换算

  =1.6-0.028+0.1029

  =1.6749MPa

  P2=最高允许过压-弹簧压强+绝压换算

  =1.68-0.042+0.1029

  =1.7409MPa

  VZ=5686.31cm3

  V1=210266cm3=0.21m3

3、工作原理及结构特点

3.1、阀门

  阀门泄放压力的设定由氮气直接控制。阀瓣腔内填充轻油,氮气通过气压油的方式作用在阀瓣上。轻油作为氮气与阀瓣之间的隔绝物,一方面可以防止氮气向阀门下游的渗漏,另一方面可以润滑阀瓣密封圈,减小摩擦力,延长阀瓣密封件的使用寿命。

  阀门为常闭型,采用平衡阀瓣结构,阀瓣两侧压力相等时,活塞的预紧弹簧关闭阀门。管线压力等量地传递到阀瓣的弹簧侧,如果加载到轻油顶部的氮气压力与弹簧力之和大于管线压力,则阀门关闭。当入口压力增大,阀瓣底部的管线压力克服了弹簧力与氮气压力之和,使阀瓣上移推动轻油压缩氮气,阀门打开泄压。当管线压力降到低于氮气压力设定点时,气压推动阀瓣下移,阀门关闭并保持关闭状态。

3.2、调速阀

  阀门启闭速度由安装在缸盖上的调速阀控制。开阀速度不受限制,关阀速度由调速阀的固定节流孔控制,从而达到阀门快开缓闭的效果。阀门打开时可以快速泄压,关闭时缓慢复位,防止关闭速度过快,使阀瓣受到的冲击力过大造成密封面破坏。

3.3、视镜

  通过视镜对轻油液位的例行检查可以掌握阀门的工作状态。液位低于下视镜,说明阀门油罐缺油或轻油泄漏。轻油与下视镜水平,则阀门关闭。上下视镜都能看见轻油,则阀门全开(视镜为选装配件)。

4、结语

  氮气控制泄压阀具有泄放速度快,泄压后复位平稳,压力设定方便快捷,可自动控制等优点。经实际使用,工作可靠,效果良好,安全性高。

参考文献

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