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减压阀分区减压站总体设计同静态特性分析

2021-02-06 19:25:35
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(一)、分区减压站总体设计
在实际工程中,先导式减压阀的总体布置形式可分为地面和地下两种,其中将阀门的组装部件安装在地面以上是一种较为理想的方式。地面安装方式操作性,可以避免工作人员为进入有限操作空间而需要工具,同时还可避免在狭窄的空间工作。但地面安装也存在两点缺陷:1、这种安装方式会占用很多空间,特别是大管径的阀门安装。2、减压阀及相关设备受环境影响易损坏或失效,因此需根据具体情况选择合理的减压站布置方式。
为降低减压站建设成本,本文提出一种将减压站外壁及站内各设备整合为一体的减压站。该减压站设计具有占地面积小、安装方便(现场仅需提供符合减压站尺寸的土坑即可)等特点,现场布置。
整套减压站系统在设计时需采购如下主要设备:
1.自动控制减压阀
2.减压阀前压力传感器
3.先导式减压阀后压力传感器
4.流量测试设备:水表或流量计
5.减压阀导阀
6.PLC控制器
7.减压阀后排气阀
8.控制中心服务器及较不利点压力传感器
减压站设计时注意事项:
(1)减压站内壁为一体式材料,所有线路通过布线套管连接设备,防止无意碰伤。根据固定颜色标定各种线路,线路上需有编号及说明。
(2)如果旁通管旁通所有设备,旁通管可以考虑布置在减压站外。旁通管也可选择只旁通减压阀。
(3)可以考虑设置单独井室布置流量计或水表。
(4)井室内所有设备统一供电,可选择电池、太阳能电池板、外接电源等供电方式中的任意一种。
(5)充分考虑利用水表计量分区流量。
(6)减压阀前后应设置检修阀,也可考虑在站外设置井室。
(7)减压站内管径与减压阀同径,过检修阀要有扩径柔性连接方式。
(g)需根据减压阀尺寸选定减压站尺寸,并提供2~3种典型尺寸以供备选。
(9)如果减压站外围有混凝土井室,减压站设计强度可降低需求;如果外围为土或结露,要求站内有钢板等材料支撑。
(二)、减压阀静态特性分析
200X型先导式减压阀特性分为静态特性和动态特性。静态特性包括调压范围和稳定性。
调压范围指减压阀输出压力满足规定的稳压精度的可调节范围。稳定性指减压阀处于稳定工作状态下,输出压力的波动程度。为获得优的静态特性,需对减压阀调压范围和稳定性的影响因素进行分析。
1调压范围分析
在其他结构参数固定的情况下,调压范围主要依靠选择合适的调压弹簧来确定。在输入压力为1MPa、流量1352kg/h和2.1MPa、流量2957kg/h两种情况下,分别取调压弹簧刚度为原刚度的0.2,0.5,0.8,1.5,2,2.5,5,10倍,在不同刚度下,输出压力能达到规定精度(5%)的调压范围。经仿真试验,不同调压弹簧刚度下,规定精度内的调压范围。
2稳定性分析
减压阀的稳定性可由稳态下输出压力的波动频率和波动幅值来判断。由于200X型先导式减压阀出口压力波动的存在,在现行减压阀安装使用中,减压阀与下游阀门之间需保留50倍管径以上,以缓冲压力波动对下游设备的影响。故良好的稳定性,可以减少压力波动对设备的损坏,同时减少下游缓冲管道长度,节省成本。稳态下,输出压力波动由主阀口上下运动引起,降低主阀上下运动频率和幅值,可以降低单位时间内主阀膜片的疲劳损伤,从而延长膜片使用寿命。据,膜片疲劳损坏是减压阀不能正常工作的主要原因之一。为提高导控型减压阀质量,有对输出压力波动频率和幅值的影响因素进行要深入研究,为后续结构参数优化和疲劳分析提供依据。

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