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揭秘水擊泄壓閥:守護(hù)長(zhǎng)輸管道安全的“壓力衛(wèi)士”

  • 發(fā)布時(shí)間:2024-09-28

水擊泄壓閥是降低水擊影響,有效保護(hù)管道安全平穩(wěn)運(yùn)行的自動(dòng)閥門(mén)。在長(zhǎng)距離輸油管線(xiàn)中,開(kāi)關(guān)閥門(mén)過(guò)快、突然停泵、清管器突然卡死等均會(huì)引起管線(xiàn)中油流流速的驟變,這種變化產(chǎn)生的壓力波在管線(xiàn)中迅速傳遞。

水擊是指在有壓管道中,液體流速發(fā)生急劇變化所引起的壓強(qiáng)大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象,其實(shí)質(zhì)是液體在管道中的動(dòng)能和壓力能的相互轉(zhuǎn)換。水擊對(duì)輸油管道的直接危害是導(dǎo)致管道超壓,包括兩種情況:一是水擊的增壓波有可能使管道壓力超過(guò)允許的最大工作壓力,使管道破裂;二是減壓波有可能使穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)壓力較低的管段壓力降至液體的飽和蒸汽壓,產(chǎn)生部分汽化引起液流分離。水擊所產(chǎn)生的壓力波,在輸油管道內(nèi)以1000~1200m/s的速度傳播,在輸油管道中液流驟然停止引起的水擊壓力上升速率可達(dá)1MPa/s,水擊壓力上升幅度可達(dá)3MPa。水擊波的傳播使增壓值疊加在原有的液壓之上,造成管道局部超壓、振動(dòng)而導(dǎo)致管道破裂,損壞設(shè)備,威脅管道運(yùn)行安全。

國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)輸管道的發(fā)展趨勢(shì)是管道網(wǎng)絡(luò)化和密閉輸送,這就使長(zhǎng)輸管道水力系統(tǒng)更復(fù)雜,更容易形成水擊。為了有效地防止水擊現(xiàn)象發(fā)生,確保長(zhǎng)輸管道安全運(yùn)行,長(zhǎng)輸管道必須具備完善的泄壓系統(tǒng),除采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)出站壓力及壓力超前保護(hù)外,廣泛使用水擊泄壓閥,防止管道壓力超高。當(dāng)管道中的液體發(fā)生水擊,并達(dá)到水擊泄壓閥的設(shè)定值時(shí),水擊泄壓閥快速開(kāi)啟,部分介質(zhì)泄入到泄壓罐。由于水擊泄壓閥的開(kāi)啟使管路中液體的壓能得到釋放,使水擊壓力波的強(qiáng)度減弱,因此起到了保護(hù)管道和設(shè)備安全的目的。

水擊泄壓閥由閥門(mén)本體和驅(qū)動(dòng)單元兩部分組成。主閥一般采用軸流形式,根據(jù)其驅(qū)動(dòng)力的類(lèi)型,水擊泄壓閥分為電磁式、先導(dǎo)式和氮?dú)饧虞d式。

先導(dǎo)式水擊泄壓閥,屬于自力式泄壓閥,其驅(qū)動(dòng)力為管道中的介質(zhì)壓力,先導(dǎo)式水擊泄壓閥的取壓點(diǎn)在水擊泄壓閥的上游管線(xiàn)上,通過(guò)感應(yīng)導(dǎo)管,壓力傳遞到導(dǎo)閥中。驅(qū)動(dòng)單元包括導(dǎo)閥、感應(yīng)導(dǎo)管、壓力表和幾個(gè)控制閥。

先導(dǎo)式水擊泄壓閥以管道中的壓力為驅(qū)動(dòng)力,確保壓力導(dǎo)管暢通是關(guān)鍵,這就要求管道中介質(zhì)的黏度小、無(wú)雜質(zhì),所以先導(dǎo)式水擊泄壓閥主要用于成品油管道中。為了確保壓力先導(dǎo)管暢通,可在先導(dǎo)管上增加電加熱和保溫裝置。

氮?dú)饧虞d式水擊泄壓閥如圖2所示。驅(qū)動(dòng)力為氮?dú)?,有一套完整的氮?dú)怛?qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元主要包括氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、引壓管、壓力表、充氣閥、泄壓閥、截?cái)嚅y和溫差補(bǔ)償瓶。氮?dú)饧虞d式水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,氮?dú)馊菀仔孤?,維護(hù)比較煩瑣,該種水擊泄壓閥可應(yīng)用于瀝青、原油、重潤(rùn)滑油管道中。