渣水工况调节阀气蚀问题解决方法.pdf

第 47卷 第 2期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．47，No．2 2011年 4月 AUTOMATION IN PETR( CHEM ICAL INDUSTRY April，2O11 渣水工况调节阀气蚀 问题的解决方法 甘 露 (中科合成油工程有限公司，北京 100195) 摘要 ：针对渣水泵的阀芯易损坏的难题，介绍了气蚀和闪蒸现象，通过分析气蚀的形成原因，应用调节阀串联限流 L板的 方法 ，合理分配调节阀与限流 L板的压差 ，较好地解决 r渣水泵 出El稳压 回流调节阀的气蚀问题 。 关键词 ：渣水泵；调节阀；气蚀；限流孔板 中图分类号 ：TP214 文献标志码 ：B 文章编号 ：1007—7324(2011)02—0072—03 0 引 言 的压力大于入 口温度下的流体饱和蒸气压 ，气泡破 某装置的渣水泵 (渣水的固体颗粒质量分数约 裂恢复为液体 ，这种现象称为气蚀 。在气泡破裂的 为 3 )出口稳压 回流调节阀，在投用 3周后便不 瞬间，气泡原来 占有的空问就形成具有高真空的空 能正常工作 。停车拆解后 ，发现调节阀的阀芯出现 穴 ，液体在高压差 的作用下，以极高的速度流向空 严重的损坏 ，阀芯的前端有很多粗糙的凹坑 。 穴 ，形成有冲击力 的微喷射流和压力波，由于气泡 经查阅相关文献，分析该阀的损坏现象与气蚀 中的气体和蒸气来不及在瞬间全部溶解和凝结 ，因 造成的损坏现象相近，气蚀造成的典型损坏形状为 而在冲击力的作用下又分成小气泡 ，再被高压力的 类似于煤渣的粗糙表面，初步判定该 阀的损坏是 由 流体压缩 、凝结 、破裂，如此形成多次反复。如果气 气蚀造成的。 泡的破裂发生在 阀内件的表面处 ，会对材料表面造 1 气蚀和闪蒸 成高频冲击 ，所形成 的冲击力可高达几百甚至上千 不可压缩流体 (液体)通过调节阀的节流后 ，其 牛顿，冲击频率可达几万赫兹 ，从而使材料产生疲 压力的变化情况如图 1所示。由节流原理可知，流 劳并导致机械损坏 。气蚀损坏具有煤渣似 的粗糙 体在节流时流速增加而静压降低，在节流 口后流束截 外形 的特点 ，而闪蒸造成的物理损坏其外形非常光 面并不立即扩大，而继续缩小到一个最小值 ，此处流 滑类似于细的喷砂表面。 速最大且静压最低，称为缩流断面。缩流断面后随着 2 初始气蚀指数 流通截面的扩大，流体流速减慢，静压回升，称为压力 相关实验表 明，在调节 阀人 口P 和阀门开度 恢复。而p一 一Ap为不可恢复的压力损失。 保持 固定时，调节 阀的流量 q与、／／△ 的关系 曲线 如 图2所示 。 图 1 不 可压 缩流体 通过 调节 阀的压力变化 0 ,]A~ ／MPa 缩流断面处的压力 为节流过程 中最低 的静 图 2 入 口压 力和 阀 门开度 固定时 压，如果该处的流速增加到足够高，那么 将会降