什么是水擊泄壓閥
什么是水擊泄壓閥?
水擊泄壓閥是降低水擊影響,有效保護管道安全平穩(wěn)運行的自動閥門。在長距離輸油管線中,開關(guān)閥門過快、突然停泵、清管器突然卡死等均會引起管線中油流流速的驟變,這種變化產(chǎn)生的壓力波在管線中迅速傳遞。
水擊是指在有壓管道中,液體流速發(fā)生急劇變化所引起的壓強大幅度波動的現(xiàn)象,其實質(zhì)是液體在管道中的動能和壓力能的相互轉(zhuǎn)換。水擊對輸油管道的直接危害是導(dǎo)致管道超壓,包括兩種情況:一是水擊的增壓波有可能使管道壓力超過允許的最大工作壓力,使管道破裂;二是減壓波有可能使穩(wěn)態(tài)運行時壓力較低的管段壓力降至液體的飽和蒸汽壓,產(chǎn)生部分汽化引起液流分離。水擊所產(chǎn)生的壓力波,在輸油管道內(nèi)以1000~1200m/s的速度傳播,在輸油管道中液流驟然停止引起的水擊壓力上升速率可達1MPa/s,水擊壓力上升幅度可達3MPa。水擊波的傳播使增壓值疊加在原有的液壓之上,造成管道局部超壓、振動而導(dǎo)致管道破裂,損壞設(shè)備,威脅管道運行安全。
國內(nèi)外長輸管道的發(fā)展趨勢是管道網(wǎng)絡(luò)化和密閉輸送,這就使長輸管道水力系統(tǒng)更復(fù)雜,更容易形成水擊。為了有效地防止水擊現(xiàn)象發(fā)生,確保長輸管道安全運行,長輸管道必須具備完善的泄壓系統(tǒng),除采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進出站壓力及壓力超前保護外,廣泛使用水擊泄壓閥,防止管道壓力超高。當(dāng)管道中的液體發(fā)生水擊,并達到水擊泄壓閥的設(shè)定值時,水擊泄壓閥快速開啟,部分介質(zhì)泄入到泄壓罐。由于水擊泄壓閥的開啟使管路中液體的壓能得到釋放,使水擊壓力波的強度減弱,因此起到了保護管道和設(shè)備安全的目的。
水擊泄壓閥由閥門本體和驅(qū)動單元兩部分組成。主閥一般采用軸流形式,根據(jù)其驅(qū)動力的類型,水擊泄壓閥分為電磁式、先導(dǎo)式和氮氣加載式。
先導(dǎo)式水擊泄壓閥,屬于自力式泄壓閥,其驅(qū)動力為管道中的介質(zhì)壓力,先導(dǎo)式水擊泄壓閥的取壓點在水擊泄壓閥的上游管線上,通過感應(yīng)導(dǎo)管,壓力傳遞到導(dǎo)閥中。驅(qū)動單元包括導(dǎo)閥、感應(yīng)導(dǎo)管、壓力表和幾個控制閥,結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 先導(dǎo)式水擊泄壓閥
先導(dǎo)式水擊泄壓閥以管道中的壓力為驅(qū)動力,確保壓力導(dǎo)管暢通是關(guān)鍵,這就要求管道中介質(zhì)的黏度小、無雜質(zhì),所以先導(dǎo)式水擊泄壓閥主要用于成品油管道中。為了確保壓力先導(dǎo)管暢通,可在先導(dǎo)管上增加電加熱和保溫裝置。
氮氣加載式水擊泄壓閥如圖2所示。驅(qū)動力為氮氣,有一套完整的氮氣驅(qū)動單元。驅(qū)動單元主要包括氮氣供應(yīng)系統(tǒng)、引壓管、壓力表、充氣閥、泄壓閥、截斷閥和溫差補償瓶。氮氣加載式水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,氮氣容易泄漏,維護比較煩瑣,該種水擊泄壓閥可應(yīng)用于瀝青、原油、重潤滑油管道中。
圖2 氮氣加載式水擊泄壓閥
綜上所述,水擊泄壓閥已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸,城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。
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