调节阀压差的确定

调节阀压差的确定

分析:由于泵出口分成了两条管路,首先泵的扬程必须同时满足两条管路的输送要求,因此根据系统计算结果要采用两个扬程中的高扬程者。其次两条管路虽有联系,但为了保证调节效果,应将其瞧成独立的两个系统,自起点设备开始来分别核算调节阀的阻比S,使S值皆≥0、3。

解:1)首先根据工艺流程及设备布置图构想出管系走向,此处仅画出如图13所示的计算示意图。

2)根据管系走向图及操作条件求管路压降。由于沿途流量不等,需分段进行计算。 由1点到2点,Qmax=0、2x1、25+1、32=1、57m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为80m,计算出管道阻力降为0、031MPa。

由2点到3点,Qmax=0、2x1、25=0、25m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为50m,计算出管道阻力降为0、0004MPa。 由2点到4点,Qmax=1、32m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为58m,计算出管道阻力降为0、016MPa。 考虑阻力降有15%的裕量,则: 由1点经由2点到3点,管道阻力降为:(0、031+0、0004+0、01)x1、15=0、048MPa。 由1点经由2点到4点,管道阻力降为:(0、031+0、016+0、01)x1、15=0、066MPa。 3)取调节阀压差。

取调节阀阻比S=0、3,则由式(56)得调节阀压差为: LV阀ΔP1m=0、429x0、048=0、021MPa。 FV阀ΔP1m=0、429x0、066=0、028MPa。 4)确定泵的扬程。 由式(58)得泵扬程为:

由1点经由2点到3点,H=(0、21-0、03+0、048+0、021)x100+(25、7-4、1)=46、5m 由1点经由2点到4点,H=(0、364-0、03+0、066+0、028)x100+(25、7-4、1)=64、4m 为同时满足两条管路的输送要求,则泵的扬程应为64、4m。考虑泵有10%的扬程裕量,扬程应为64、4x1、1=71m。 查泵产品样本,选用80 m扬程的泵。扣除10%的扬程裕量,可利用扬程应为80/1、1=72、7m。

5）确定调节阀压差。

由4)知泵的扬程为72、7m。则由式(55)计算出调节阀压差。 LV阀:

ΔP1m=0、03-0、21+72、7/100-(25、7-4、1)/100-0、048=0、286MPa。 考虑实际调节阀两头有大小头等,最终取调节阀压差ΔP1m =0、23 MPa。 FV阀:

ΔP1m=0、03-0、364+72、7/100-(25、7-4、1)/100-0、066=0、111MPa。 考虑实际调节阀两头有大小头等,最终取调节阀压差ΔP1m =0、08 MPa。 6）核算调节阀阻比S。 LV阀:

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调节阀压差的确定

由于管路总阻力降为:ΔP=0、03-0、21+72、7/100-(25、7-4、1)/100=0、331 MPa。 则调节阀阻比S=0、23/0、331=0、695>0、3,说明调节阀压差合适。 FV阀:

由于管路总阻力降为:ΔP=0、03-0、364+72、7/100-(25、7-4、1)/100=0、177 MPa。 则调节阀阻比S=0、08/0、177=0、452>0、3,说明调节阀压差合适。 例3:如图14所示的工艺流程及操作条件,试确定调节阀的压差与泵的扬程。

分析:这就是同一管路上有两套调节回路的情况,为了保证两台调节阀皆能起到很好的调节效果,核算一台调节阀时,应将另外一台调节阀视为阻力元件,将其阻力降纳入管路总阻力降中,来分别核算调节阀的阻比S,使S值皆≥0、3。

解:1)首先根据工艺流程及设备布置图构想出管系走向,此处仅画出如图15所示的计算示意图。

2)根据管系走向图及操作条件求管路压降。

Qmax=1、34m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为93m,计算出管道阻力降为0、0165MPa。 考虑阻力降有15%的裕量,则: 管道阻力降为:(0、0165+0、01)x1、15=0、027MPa。 3）求调节阀压差。

取两台调节阀有相同的压差ΔP1m。

取调节阀阻比S=0、4,则由式(56)得任何一台有关系式:

?P1m?0.42?P1m?0.027则得调节阀压差ΔP1m =0、054MPa 4)确定泵的扬程。 由式(58)得泵扬程为:

H=(0、803-0、7+0、027+0、054x2)x100/0、643+(11、7-3、18)=45、5m 考虑泵有10%的扬程裕量,扬程应为45、5x1、1=50m。

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调节阀压差的确定

查泵产品样本,选用50 m扬程的泵。 5）确定调节阀压差。

考虑实际调节阀两头有大小头等,最终取调节阀压差ΔP1m =0、05 MPa。 7）核算调节阀阻比S。 由于管路总阻力降为:

ΔP=0、7-0、803+45、5x0、643/100-(11、7-3、18) x0、643/100=0、135 MPa。 则调节阀阻比S=0、05/0、135=0、37>0、3,说明调节阀压差符合要求。 例4:如图16所示的工艺流程及操作条件,试确定调节阀的压差。

分析:这就是物料呈自流的情况,由于接收容器为间歇操作,应用其可能出现的最高液位来计算调节阀压差。为了保证调节阀能起到很好的调节效果,应使调节阀的阻比S≥0、3。

解:1)首先根据工艺流程及设备布置图构想出管系走向,此处仅画出如图17所示的计算示意图。

2)根据管系走向图及操作条件求管路压降。 Qmax=0、47m3/h。根据管系走向图可计算管线总长度为20m,计算出管道阻力降为0、022MPa。 考虑阻力降有15%的裕量,则: 管道阻力降为:0、022x1、15=0、025MPa。 3)求调节阀压差。

由式(55)得调节阀压差为: ΔP1m =(12-7、8)x0、667/100-0、025=0、003 MPa。 4) 核算调节阀阻比S。 由式(56)得: S=0、003/(0、003+0、025)=0、11<0、3,说明调节阀压差太小。 5）调整管路重新求管路压降。

由上述计算知调节阀不能很好的工作,需要调整管路以降低管路压降。将管内径放大至19mm,计算出管道阻力降为0、002MPa。 考虑阻力降有15%的裕量,则: 管道阻力降为:0、002x1、15=0、0023MPa。 6）重新求调节阀压差。

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调节阀压差的确定

由式(55)得调节阀压差为: ΔP1m =(12-7、8)x0、667/100-0、0023=0、0257 MPa。 7）核算调节阀阻比S并取调节阀压差。 由式(56)得:

S=0、0257/(0、0257+0、0023)=0、92>>0、3,说明调节阀压差合适。 考虑实际调节阀两头有大小头等,最终取调节阀压差ΔP1m =0、02 MPa。

从上述计算可知,对于物料呈自流的情况,当调节阀压差不能满足要求时,可加大管道直径。这样管路阻力降减少明显,使得调节阀压差加大,从而达到使调节阀阻比 S≥0、3的目的。 五、结束语

从某种程度上来说,控制水平代表了装置的技术水平。随着计算机在工业装置中的推广应运,装置中的调节回路将越来越多,而确定的调节阀压差的准确性与合理性就是调节系统能否正常投运的关键。本文从原理开始,并例举了几个具有代表性的工程实例,详细讲述了调节阀压差的确定方法,以期解决工艺系统设计中调节阀压差确定的难点与疑惑。本文可供从事化工、医药与电力等行业工艺系统设计的工程技术人员参考。

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