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節流過程中調節蝶閥的特性是怎樣的?

發布于:2019/9/19 9:33:31 點擊量:263

氣液混輸管線,其流動情況復雜,主要原因有:①流動不穩定,流態多變;②管線中有液相積聚;③流動規律復雜,流動阻力大。由于液相的急劇擾動,液相被氣相的拖帶,氣液相間的相對運動,以及液相的積聚等原因,使混流動輸壓降比單相流動大得多,流速小時差異更大。基于上述原因,目前尚無成熟的通用理論計算公式描述其特性規律。為了確定蝶閥的壓力損失、流量和調節閥開度的關系,采用實液標定方法進行,即在給定的流量(原油、天然氣、水的流量各自設定)下,采用高精度差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器和流量計進行在線測量,采用HY-103振動測量儀檢測振動情況。

試驗內容如下:

①測試蝶形閥門在不同的開度下,流量與壓差的關系,確定閥門的流量特性曲線檢測;

②觀察介質在不同的配比情況下,流態和流型的變化;

③測試蝶形閥門在不同開度下的振動和沖擊。

根據試驗方案,進行了單相(試驗介質為水)和氣液兩相(試驗介質為水和天然氣)的蝶閥特性曲線測試。

對于單相介質(試驗介質為水)從試驗中可得出以下結論:

(1)對于A形蝶閥,當關度在50%以下,其流量調節作用不大;當閥門關度在50%時,流量調節量為關度0時的18%(最大);當關度在50%以上,流量變化急劇;當關度在80%時,閥門關閉。

(2)隨著閥門的關閉,入口壓力升高,差壓增大。閥門關度小于40%時,差壓變化小。當閥門關度大于40%時,壓差變化明顯。

(3)振動在測試過程中變化不大。

(4)對于牛頓流體,根據伯努力方程和連續性方程,可計算閥門的局部阻力系數。但因為以下原因,其計算結果僅作為參考值:

①液體流過局部裝置時形成漩渦區產生摩擦和碰撞現象,因而消耗能量;

②液體流過局部裝置時,其速度的大小和方向發生急劇變化,使液體的速度重新分布,引起液體的附加摩擦而消耗能量。

對于氣液兩相介質,隨著閥門關閉角度的變化,壓差波動幅度較大。當閥門關度小于或等于50%時,通過通明管段觀察,產生段塞,壓差波動幅度較大,特別在閥門關度30%~40%時,段塞發生頻率較高,且沖擊振動較大。當閥門關度60%時,流態發生變化,由原來的沖擊流態改變為波狀流,壓差波動幅度很小。同時氣相的流量接近零。隨著閥門的關閉,液相的流量在減少。在關度小于或等于40%時,流量變化幅度不大,從現有的數據分析可知,變化幅度不大于10%。當關度大于40%時變化幅度較大,直至為零。

氣相的流量變化與液相的流量變化一致。當閥門關度30%~40%時,段塞發生頻率較高的原因:

①氣液流量變化幅度小;

②流通面積變小,當關度為40%時,流通面積為全開流通面積的1/3,流速加快。當閥門關度50%~60%時,氣相流量變化幅度較大。

在關度為60%時,氣相流量接近零,其主要原因:

①流通面積變小;

②由于氣液的比重相差懸殊,故在較小的流通面積上,以液相的流通為主。

閥門的沖擊與振動在閥門關度為30%~40%最大。其主要原因是流量較大,流速較快,流通面積較小,同時段塞產生頻率較高。

通過試驗證明,對于A型蝶閥,當關度為80%時,接近全部關閉。

由于多相流流態復雜,同時影響因素較多,對閥板沖擊力的計算目前沒有統一的解析公式,可根據動量方程進行調節蝶閥閥板的最大沖擊力的估計,的出數據和結論。



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