Fisher調(diào)節(jié)閥在華南成品油管網(wǎng)使用狀況
華南成品油管網(wǎng)輸油站使用的調(diào)節(jié)閥主要為Fisher調(diào)節(jié)閥，所用類型為：ET/EWT型直行程閥和V形球閥。汽蝕與閃蒸是致使閥門損壞的重要原因。華南成品油管網(wǎng)閥門主要故障形式有填料壓蓋滲油和閥門密封件損傷導(dǎo)致的內(nèi)漏，調(diào)節(jié)閥多采用流關(guān)形式，并設(shè)有平衡孔，克服了流閉型閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差的問題。
華南成品油管網(wǎng)自2005年建成投油以來，已累計安全輸送成品油10400多萬t，創(chuàng)造了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。華南管網(wǎng)主要由西南成品油管道、珠三角成品油管道等組成，管道采用單管密閉順序輸送工藝，可同時順序輸送0#柴油、93#汽油、97#汽油等。目前投用運行的管道全長3842km。管道起始于廣東茂名，東至廣東惠州，西達云南大理，貫穿廣東、廣西、貴州和云南四個省(自治區(qū))，是目前國內(nèi)距離最長、工藝水平最先進、穿越地形地貌最復(fù)雜的成品油輸送管網(wǎng)，承擔(dān)著中石化廣州分公司、茂名分公司、東興煉化、北海煉化和海南煉化五個煉油廠成品油的暢通，擔(dān)負著粵、桂、黔、滇等地區(qū)成品油市場輸送保供的重任。
一、Fisher調(diào)節(jié)閥在華南成品油管網(wǎng)的使用
華南成品油管網(wǎng)輸油站使用的調(diào)節(jié)閥主要為Fisher調(diào)節(jié)閥，所用類型為：ET/EWT型直行程閥和V形球閥。
1.ET/EWT型直行程調(diào)節(jié)閥
如圖1所示，套筒式調(diào)節(jié)閥在一個單座閥體內(nèi)插入一個圓筒形套筒，并以套筒為導(dǎo)向，裝配一個能在軸向自由滑動單閥芯，套筒上開有一定流量特性的窗孔。
圖1 帶667型執(zhí)行機構(gòu)的FisherET型調(diào)節(jié)閥
通過閥芯與套筒窗孔所形成的流通面積的變化，來實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。泄漏量達III級，穩(wěn)定性好，允許壓差較大;容易更換、維修內(nèi)件，流量大，可調(diào)范圍廣，動態(tài)穩(wěn)定性好，噪聲低，空化腐蝕小。適用于壓差大，要求工作平穩(wěn)、噪聲低的場合，是應(yīng)用較廣泛的調(diào)節(jié)閥，其中根據(jù)閥籠不同有迷宮式和多孔式(見圖2)。
圖2 迷宮式和多孔式閥籠
ET/EWT型直行程調(diào)節(jié)閥安裝于輸油站下載流程，用于減壓，保證調(diào)節(jié)閥后的壓力為一較低的恒定值，從而確保閥后的管線及流量、壓力、等儀表的安全。
2.V形角行程調(diào)節(jié)球閥
選用專用帶V形開口結(jié)構(gòu)，具有近似等百分比的調(diào)節(jié)特性。開口球閥屬于固定球球閥，也屬單閥座密封球閥，調(diào)節(jié)性能是球閥中最佳的，其他類型的球閥基本不作調(diào)節(jié)用;V形球閥密封原理和固定球球閥球體后密封閥座類似，但是采用了板彈簧加預(yù)緊力的可動閥座結(jié)構(gòu);V形球閥全開時為無阻調(diào)節(jié)，自潔性能最佳，適用于特別不干凈、含纖維介質(zhì)的兩位切斷場合。
V形調(diào)節(jié)球閥安裝在主輸泵出口匯管上，通過開度調(diào)節(jié)達到對出站壓力的調(diào)節(jié)。如果泵出口壓力過高，減小調(diào)節(jié)閥的開度，使流體的多余的能量消耗在調(diào)節(jié)閥內(nèi)，達到降低壓力的目的;當(dāng)主泵進口壓力超低時，調(diào)節(jié)閥放棄出站壓力控制，對主泵進口進行低壓保護性調(diào)節(jié);各分輸支線的分輸調(diào)節(jié)閥通�？刂品州斄髁�，當(dāng)分輸調(diào)節(jié)閥后壓力超高時調(diào)節(jié)閥自動切換到閥后壓力保護性調(diào)節(jié)。
在華南成品油管網(wǎng)中主要使用FisherET/EWT型直行程閥和FisherV250V形球閥。閥門的型號及尺寸見表1。
表1 華南成品油管道使用Fisher調(diào)節(jié)閥型號
注：①1in=0.0254m。
二、華南成品油管網(wǎng)使用Fisher調(diào)節(jié)閥在實際中遇到的問題
1.閃蒸與汽蝕
據(jù)伯奴利方程，管道內(nèi)流體的流速提高壓力就會下降。管道節(jié)流處流體速度大幅度提高。壓力急劇下降。如果液體流經(jīng)管道節(jié)流處的壓力低于汽化壓力(pv)將產(chǎn)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。汽蝕與閃蒸是由于管道節(jié)流引起的，如圖3所示。
圖3 閃蒸與汽蝕原理
當(dāng)p<pv時，油品為液相;當(dāng)p>pv時，油品為氣相。
如果液體流過管道節(jié)流處，壓力恢復(fù)后p2仍低于汽化壓力pv(此時流體內(nèi)仍有氣泡)，這種現(xiàn)象稱為閃蒸。
如果液體流過管道節(jié)流處，壓力恢復(fù)后p2高于汽化壓力pv(此時流體內(nèi)氣泡破裂)，形成高速射流，這種現(xiàn)象稱為汽蝕。
閃蒸最嚴重的破壞發(fā)生在流速最高處。即閥塞閥座處。沖蝕是閃蒸破壞的直觀表現(xiàn)。汽蝕發(fā)生時，氣泡破裂釋放的能量使閥塞閥座甚至附近管道損壞，并伴發(fā)噪聲氣。如圖4所示，汽蝕與閃蒸是致使閥門損壞的重要原因。
圖4 華南成品油管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥沖蝕實例
2.閥門密封方面
閥門主要故障形式有填料壓蓋滲油、閥門密封件損傷導(dǎo)致的內(nèi)漏(Fisher閥門結(jié)構(gòu)見圖5)。
圖5 帶標(biāo)準(zhǔn)閥籠的FisherET閥門的截面(標(biāo)準(zhǔn)1～6in結(jié)構(gòu))
1.金屬密封 2.閥座密封片 3.銷 4.螺旋纏繞密封墊片 5.薄墊片 6.閥蓋密封墊片 7.PTFEV形環(huán)填料 8.支撐環(huán) 9.密封環(huán) 10.閥芯 11.金屬密封壓環(huán) 12.PTFE密封環(huán)
(1)調(diào)節(jié)閥外泄的解決方法華南成品油管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥外泄的情況如圖6所示，解決方法主要有以下幾種：
1)增加密封油脂法。對未使用密封油脂的閥，可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。
2)增加填料法。為提高填料對閥桿的密封性能，可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式。
3)更換石墨填料法。大量使用的四氟填料，因其工作溫度為-20～200℃，當(dāng)溫度在上、下限或變化較大時，其密封性便明顯下降，老化快，壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而全部將四氟填料改為石墨填料，甚至新購回的調(diào)節(jié)閥也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大，初時有的還產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，對此必須有所考慮。
4)更換密封墊片。至今，大部分密封墊片仍采用石棉板，在高溫下，密封性能較差，壽命也短，引起外泄。遇到這種情況，可改用纏繞墊片，O形環(huán)等。
圖6 調(diào)節(jié)閥密封出現(xiàn)滲漏的情況
3.調(diào)節(jié)閥的自潔方面
調(diào)節(jié)閥按流向不同分為：流開和流關(guān)，如圖7所示。流開指在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動方向與閥門打開方向相同。流關(guān)指在閥芯節(jié)流處介質(zhì)流動方向與閥門關(guān)閉方向相同。
圖7 調(diào)節(jié)閥的兩種流向形式
單密封類的調(diào)節(jié)閥包括單閥座、高壓閥無平衡孔的單密封套筒閥需進行流量選擇。
流開、流關(guān)閉各有利弊：流開型閥門工作比較穩(wěn)定，但自潔性和密封性較差，壽命短。流關(guān)型閥門壽命長、自潔性和密封性好，但當(dāng)閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差。當(dāng)沖刷嚴重或有自潔要求時選擇流閉。
華南成品油管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥多采用流關(guān)形式，并設(shè)有平衡孔，克服流閉型閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差的問題。如圖8～10所示。
圖8 平衡性閥塞原理
圖9 華南成品油管網(wǎng)某調(diào)節(jié)閥帶平衡孔閥芯
圖10 華南成品油管網(wǎng)某調(diào)節(jié)閥閥體
調(diào)節(jié)閥經(jīng)�？ㄗ』蚨氯姆蓝路椒ㄈ缦拢�
(1)清洗法
管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位、下閥蓋平衡孔內(nèi)造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導(dǎo)向面產(chǎn)生拉傷和劃痕、密封面上產(chǎn)生壓痕等。這經(jīng)常發(fā)生于新投運系統(tǒng)和大修后投運初期。這是最常見的故障。遇此情況，必須卸開進行清洗，除掉渣物，如密封面受到損傷還應(yīng)研磨;同時將底塞打開，以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內(nèi)的渣物，并對管路進行沖洗。投運前，讓調(diào)節(jié)閥全開，介質(zhì)流動一段時間后再納入正常運行。
(2)增大節(jié)流間隙法
如介質(zhì)中的固體顆�；蚬艿乐斜粵_刷掉的焊渣和銹物等因過不了節(jié)流口造成堵塞、卡住等故障，可改用節(jié)流間隙大的節(jié)流件，節(jié)流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒，因其節(jié)流面積集中而不是圓周分布的，故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯，或改成套筒閥等。例如某化工廠有一臺雙座閥經(jīng)�？ㄗ�，推薦改用套筒閥后，問題馬上得到解決。
(3)直通改為角形法
直通為倒S流動，流路復(fù)雜，上、下容腔死區(qū)多，為介質(zhì)的沉淀提供了地方。角形連接，介質(zhì)猶如流過90°彎頭，沖刷性能好，死區(qū)小，易設(shè)計成流線形。因此，使用直通的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生輕微堵塞時可改成角形閥使用。
三、結(jié)語
經(jīng)過多年使用觀察，F(xiàn)isher調(diào)節(jié)閥能滿足需要，設(shè)備運行相對穩(wěn)定，維護簡單，但是在密封方面還需要進一步改進，密封方面容易出現(xiàn)滲漏。
