装配式输油管线用减压站设计研究(2)

2009-10-24 宋花平 中国人民解放军总后勤部油料研究所

2.3、减压阀的阀芯设计

  减压阀阀芯采用两级平衡套筒式节流结构(图3)。介质进入第一级节流口进行节流后,进入节流阀瓣筒状空间。由于筒状空间上、下面积相同,上、下套筒承受的液体压力相互抵消达到平衡,因此,节流面积不受进口压力变化的影响,出口压力(即阀后压力)比较稳定。

减压阀节流阀芯

1.阀体 2.二级节流孔 3.下节流套 4.节流阀瓣 5.一级节流孔 6.上节流套 7.二级节流孔

图3 减压阀节流阀芯

  套筒中间开6个面积相同的孔并对称分布在套筒中间,介质通过中间6个孔进入套筒内,进行一级节流。套筒上、下部分分别开6个面积相同的孔并对称分布在套筒中间,介质通过套筒上、下12个孔从套筒流出,进行二级节流。套筒上、下12个孔的总面积与套筒中间6个孔的总面积相同,两级节流压力相近,即减压阀总节流压力基本平均分配,控制了液流速度。另外,套筒上、中、下的6个孔都环向平均布置,消除了侧向力。

  总之,两级平衡套筒式节流结构减缓了水力冲击,降低了噪音,对节流件长期工作有利。阀芯采用套筒式设计,介质里的杂质不易卡在阀内和破坏阀件,提高了管线输送含杂质液体的适应性。

2.4、减压站工艺流程

  由于采取节流进行减压,所以减压阀流道无法允许清管器通过,需要通过阀组实现减压工艺要求。减压站由1 台减压阀、3 台闸阀及配套短管、连接器、连接器安装工具、转换接头等组成一个框架式集装单元(图4),达到利于拆、装和运输的目的。

减压站工艺流程

图4 减压站工艺流程

3、减压装置的性能试验

3.1、减压阀的流量特性

  减压装置中直通闸阀关闭,减压阀前后闸阀全开,在减压装置出口压力整定值分别为2.0MPa、1.5MPa、0.5MPa时,进口施加6.0MPa压力,通过调节减压装置后的截止阀使出口流量在100~200m3 /h之间变化。经测试,出口压力随流量变化的最大偏差低于GB/T 12244规定的20%。

3.2、减压阀的压力特性试验

  减压装置中直通闸阀关闭,减压阀前后闸阀全开,在减压装置出口压力整定值分别为2.0MPa、1.5MPa、0.5MPa 时,保持流量为150m3 /h,进口压力在4.8~6.3MPa之间变化。经测试,出口压力偏差低于GB/T 12244规定的10%。

3.3、减压阀的静压隔断功能

  减压装置中直通闸阀关闭,减压阀前后闸阀全开,在减压装置出口压力整定值分别为0.5MPa、1.5MPa和2.0MPa 时,封闭减压装置的进口和出口,给体腔内充满试验介质,进口处施加6.0MPa压力,减压装置在3个出口压力整定值下都可以达到密封(表1) ,将减压装置前后管线隔断,起到防止静压超压功能。

表1 静压隔断功能试验结果MPa

静压隔断功能试验结果

3.4、减压阀的连续运行

  减压装置布置在泵站出口管路, 出口压力定值为2.0MPa, 连续运行60h。在试验过程中, 进口压力为6.0M Pa, 流量为150m3/h, 出口压力保持不变, 运行稳定, 未出现任何故障。试验结束后,对减压阀进行拆检, 阀内组件没有磨损, 节流阀瓣和密封面没有出现水流冲击所造成的损伤。

4、结语

  从快速装配式输油管线工作环境和工况特点出发, 优选设计方案, 设计试制了两级平衡套筒式节流结构的减压阀。该阀经测试, 其流量特性和压力特性达到了GB /T 12244的要求, 并具有较好的静压隔断功能, 试验运行总时间400h, 性能稳定,未出现任何故障, 阀内组件无目测可以观察到的磨损, 节流阀瓣和密封面没有出现水流冲击所造成的损伤, 试制达到了预期效果。