場站流量調(diào)節(jié)閥的技術(shù)改造實(shí)踐
一、前言
天然氣長輸管道場站調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)主要用于計(jì)量、設(shè)定、調(diào)節(jié)下游用戶用氣流量及供氣壓力,以保證平穩(wěn)供氣。根據(jù)用戶用氣情況,一般設(shè)計(jì)有2~3條計(jì)量支線(2條主要支線一備一用),通過切換支線來滿足不同的流量需求。這種調(diào)壓計(jì)量區(qū)的典型設(shè)計(jì)雖然可以保證連續(xù)平穩(wěn)用氣,但下游用戶得不到持續(xù)穩(wěn)定的供氣流量,存在較大峰谷差的工況,而且這種設(shè)計(jì)難以及時有效地調(diào)控氣量發(fā)展的全過程,對于氣量調(diào)配、計(jì)量漏失、峰谷差等日益突出的生產(chǎn)問題缺乏有力的調(diào)控手段。
二、流量調(diào)節(jié)閥的技術(shù)改造
1、存在的問題
靖西輸氣管道在分輸站調(diào)壓計(jì)量區(qū)加裝流量調(diào)節(jié)閥,通過更換孔板來控制流量。流量調(diào)節(jié)閥為固定模式,其調(diào)節(jié)開度的設(shè)計(jì)范圍以當(dāng)時流量的極值進(jìn)行估算。但是當(dāng)下游用戶冬、夏季用氣峰谷差系數(shù)差別很大時,流量調(diào)節(jié)閥不能真正發(fā)揮作用。
圖1為2007年臨潼分輸站冬、夏季日小時波動曲線,用戶用氣最大流量值在冬季,約7800m3/h,夏季的用氣最大流量值僅為2600m3/h,冬、夏季用氣峰谷差在3倍以上。

在冬季,原計(jì)量二支線DN100管道孔板孔徑為60.583mm,流量調(diào)節(jié)閥閥芯為100mm,計(jì)量支線的流量僅能在0~70%開度的調(diào)控范圍內(nèi)發(fā)生相應(yīng)變化,當(dāng)開度超過70%時,流量不再發(fā)生變化;在夏季,由于用戶用氣量較少,計(jì)量支線的流量僅能在0~50%開度的調(diào)控范圍內(nèi)發(fā)生相應(yīng)變化,當(dāng)開度超過50%時,流量不再發(fā)生變化。當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥冬季的開度調(diào)節(jié)范圍為50%~70%、夏季的開度調(diào)節(jié)范圍為40%~50%時,流量會突然增大,容易引起計(jì)量超限。
2、原因分析
出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是,場站計(jì)量支線流量調(diào)節(jié)閥的閥芯過大,流通面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計(jì)量支線上最大孔板開孔孔徑的流通面積。在實(shí)際供氣過程中,調(diào)節(jié)閥僅能滿足高峰用氣時的流量調(diào)節(jié),且在高峰用氣時閥門開度無法實(shí)現(xiàn)在0~100%范圍內(nèi)的調(diào)控;當(dāng)生產(chǎn)處于非滿負(fù)荷狀態(tài)時,計(jì)量支路上孔板開口孔徑較小,流量調(diào)節(jié)閥工作在小開度范圍內(nèi),無法實(shí)現(xiàn)流量開度控制,計(jì)量支線實(shí)際流量調(diào)節(jié)僅能靠孔板開口孔徑控制。流量調(diào)節(jié)閥不能真正發(fā)揮作用,會使流量超限,產(chǎn)生計(jì)量損失。
3、改造方案
配備可更換閥芯的流量調(diào)節(jié)閥,在隨下游用氣量變化更換孔板的同時,更換與之匹配的流量調(diào)節(jié)閥閥芯,確保閥芯的流通面積小于孔板孔徑流通面積,實(shí)現(xiàn)對流量的百分比控制。
在設(shè)計(jì)改造方案時,從控制改造成本,充分利用現(xiàn)有場站工藝設(shè)備的角度出發(fā),利用天然氣場站原Rotork電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),重新設(shè)置其靈敏度,配備可更換閥芯的流量調(diào)節(jié)閥,并且加工制作與調(diào)節(jié)閥匹配的連接桿。
4、應(yīng)用效果
2007年臨潼站在冬季高峰供氣過程中,將原計(jì)量二支線流量調(diào)節(jié)閥更換為套筒導(dǎo)向型單座調(diào)節(jié)閥,并根據(jù)二支線全年供氣過程中孔板孔徑在30~70mm之間的變化規(guī)律,配備了三塊通徑分別為100、50和25mm的閥芯,以備在孔板孔徑更換時相應(yīng)地更換閥芯。
因改造時管道正處于高峰用氣工況,現(xiàn)場孔板孔徑為60.583mm,因此配置通徑尺寸為50mm的閥芯,并設(shè)定不同閥門開度對其流量進(jìn)行調(diào)節(jié)(試點(diǎn)數(shù)據(jù)見圖2,圖中曲線上的數(shù)字為閥門實(shí)際開度),發(fā)現(xiàn)當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥開度在0~100%范圍內(nèi)進(jìn)行等百分比調(diào)節(jié)時,計(jì)量支線流量會同時呈現(xiàn)相應(yīng)的等百分比變化,有效地起到了控制流量、防止流量計(jì)量超限及消峰填谷的作用。

三、流量調(diào)節(jié)閥技術(shù)改造的意義
1、控制流量
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