裝配式輸油管線用減壓站設(shè)計研究

1、概述

　　一種DN150快速裝配式輸油管線,在途經(jīng)大落差地段時,可能發(fā)生靜態(tài)超壓、動態(tài)超壓或靜動態(tài)雙超壓,需要設(shè)計試制配套的減壓站。這種快裝式輸油管線主要由人工連接,作業(yè)時容易夾帶雜質(zhì),使輸送介質(zhì)潔凈度下降。管線工況(流量、壓力)變化大,要求減壓站具有較強的自適應(yīng)性,以保持閥后壓力的穩(wěn)定。節(jié)流壓差大,輸送輕質(zhì)油品時容易產(chǎn)生汽蝕作用,使水力沖擊加劇,導(dǎo)致閥內(nèi)件過早損壞。因此,應(yīng)該根據(jù)管線工作環(huán)境和工況特點設(shè)計試制減壓閥,并設(shè)計適應(yīng)裝配式輸油管線的減壓工藝流程和減壓站。

2、減壓閥方案設(shè)計

　　一般來說,活塞式減壓閥和薄膜式減壓閥較能適應(yīng)高壓、大流量的減壓要求。裝配式輸油管線大部分時間處于儲存狀態(tài),一旦需要使用必須能夠立即投入正常工作。而薄膜式減壓閥使用壽命相對較短,因此,選擇先導(dǎo)活塞式減壓閥和直接作用活塞式減壓閥進行分析。

2.1、先導(dǎo)活塞式減壓閥

　　先導(dǎo)活塞式減壓閥(圖1)輸送介質(zhì)時,減壓閥出口壓力增加,膜片下方壓力上升,壓縮調(diào)節(jié)彈簧,導(dǎo)閥閥瓣在下方彈簧作用下向上移動,進入活塞上腔的介質(zhì)壓力減小,于是主閥瓣在介質(zhì)壓力和下方彈簧的作用下向上運動,主閥瓣開度減小,流速增加,壓降增大,閥后壓力減小。當(dāng)出口壓力減小時,膜片下方壓力下降,調(diào)節(jié)彈簧推動膜片向下運動,導(dǎo)閥閥瓣向下移動,進入活塞上腔的介質(zhì)壓力增大,推動主閥瓣向下運動,主閥瓣開度增大,流速減小,壓降減小,閥后壓力增大。閥后的出口壓力始終由調(diào)節(jié)螺釘整定的壓力。

圖1 先導(dǎo)活塞式減壓閥

　　管線停輸后,減壓閥出口壓力由于后面管線內(nèi)輸送介質(zhì)的“充裝”作用繼續(xù)增加,膜片下方壓力繼續(xù)上升,調(diào)節(jié)彈簧進一步壓縮,導(dǎo)閥閥瓣在下面彈簧作用下繼續(xù)向上移動,進入活塞上腔的介質(zhì)壓力減小,于是主閥瓣在介質(zhì)壓力和下面彈簧的作用下向上運動,主閥瓣開度減小,減壓閥活塞繼續(xù)向上運動,開度越來越小,當(dāng)減壓裝置出口增加到一定值時,減壓閥密封面密合,達到密封,從而隔斷管線,防止減壓裝置后面管線內(nèi)的壓力繼續(xù)升高。先導(dǎo)活塞式減壓閥精度較高,但先導(dǎo)閥容易堵塞,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本相對較高。

2.2、直接作用活塞式減壓閥

　　直接作用活塞式減壓閥(圖2)在出口壓力增加時,活塞向上運動,閥開度減小,流速增加,壓降增大,閥后壓力減小。當(dāng)出口壓力減小時,活塞向下動,閥開度增大,流速減小,壓降減小,閥后壓力增大。閥后的出口壓力始終由調(diào)節(jié)螺釘整定的壓力。管線停輸時,減壓閥下游管線內(nèi)的壓力由于“充裝”作用繼續(xù)增加,減壓閥活塞繼續(xù)向上運動,開度越來越小,當(dāng)減壓裝置出口增加到一定值時,減壓閥密封面密合,達到密封,從而隔斷管線,防止減壓裝置后面管線內(nèi)的壓力繼續(xù)升高。與先導(dǎo)活塞式減壓閥相比,直接作用活塞式減壓閥結(jié)構(gòu)更簡單,比較適合惡劣工作環(huán)境,長期工作可靠性較好,成為最后設(shè)計方案。

圖2 直接作用活塞式減壓閥