摘 要:在进行调节阀的泄漏量试验时,按照SH/T3521规程中对调节阀泄漏量计算的方法,在计算时公式复杂、容易出错、且费时费工。在实际工作中我们总结出了针对泄漏等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的调节阀泄漏量的简易算法,既简化了算法、又极大地提高了准确性,不仅节省了时间而且节省了人工,对年轻基础差的员工也非常容易掌握,有利于项目调试工作的开展。
关键字:泄漏量 泄漏等级 Cv值
1 概述
根据SH/T3521-2013《石油化工仪表工程施工技术规程》规定,控制阀的泄漏量试验应符合下列规定:
(1)试验介质应为5~40℃清洁气体(空气或氮气)或清洁水;
(2)试验压力为0.35MPa。当阀的允许压差小于0.35MPa时应为设计文件规定值;
(3)试验时,气开式控制阀(FC)的气动信号压力为0,气关式控制阀(FO)的信号压力宜为输入信号上限值的102%;切断型控制阀的信号压力应为设计文件规定值;
(4)当试验压力为阀的最大工作压差时,执行机构的信号压力应为设计文件规定值;
(5)控制阀泄漏量试验时的允许泄漏量应符合表1要求;
(6)阀的额定容量应按表2所列公式计算。
按照上述常规计算,控制阀的泄漏量计算涉及参数较多,运算复杂,容易出错且费时费力。
2 调节阀泄漏量系数的推算
以下推算均参照表1、表2。
表1 泄漏量分级
表2 控制阀的额定容量计算公式
2.1 对于Ⅳ调节阀
已知,Cv=1.167Kv,;ρ/ρo=1,所以:
(1)采用A试验程序时,压差为0.35MPa;
将m?/h换算成ml/min:
(2)采用B试验程序时,压差为设计规格书规定最大压差;
将m3/h换算成ml/min;
2.2 对于Ⅲ调节阀
按照规程规定,Ⅳ是“10-4×阀额定容量”,而Ⅲ是“10-3×阀额定容量”,所以它们之间只有10-1的关系,因此Ⅲ最大允许泄漏量=26.718Cv。
2.4 对于Ⅱ调节阀
同样按照规程规定Ⅲ是“10-3×阀额定容量”,而Ⅱ是“5×10-3×阀额定容量”,所以它们之间是5倍的关系,因此Ⅱ最大允许泄漏量=5×26.718Cv=133.59Cv。
所以,结合上述石化规程中的计算公式,同时经过大量的实践运算,且针对泄漏等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级的控制阀(泄漏等级为Ⅳ的控制阀在石化及煤化工项目中约占80%左右),当采用表1中A、B试验程序,得出表3规律:
表3 控制阀泄漏量简易计算数据表
该方法计算准确,避免了繁琐的计算,大幅度降低了计算出错概率,节省时间提高工作效率并降低了成本。
3 举例、对比计算
3.1 举例一
以福炼一体化项目裂解区装置中压力调节阀2000-PV-98007为例,参照仪表规格书进行对比计算,如图1所示。
图1 福炼一体化项目裂解区装置仪表规格书
采用A试验程序时,压差为0.35MPa,试验介质为水。
首先计算该阀额定容量;按公式
由于规定温度范围内水的相对密度ρ/ρo=1;△P为350kPa;由图1可知该阀Cv=104,则:
(1)根据Cv=1.167Kv,Kv≈0.8569CV,Kv≈0.8569×104≈89.1176;
(2)公式阀额定容量=0.1×89.1176×/1=8.91176×18.708≈166.721;
(3)根据公式Ⅳ=10-4×阀额定容量=10-4×166.721=0.016672m3/h;
(4)根据1m6=106ml 1h=60min 将m3/h换算成ml/min,可得:Ⅳ=2.6718 Cv=0.016674m3/h×106/60=277.86ml/min。
即:根据表3中简易算法带入公式系数Ⅳ=2.6718Cv,就可以直接得出Ⅳ=2.6718×104≈277.86ml/min。
3.2 举例二
以山东液化天然气(LNG)项目接收站工程轻烃回收装置中调节阀0208-FV-0001为例,参照仪表规格书进行对比计算,如图2所示。
图2 山东液化天然气(LNG)项目接收站工程轻烃回收装置仪表规格书
3.2.1 采用A试验程序时
取压差为0.35MPa,试验介质为水。
首先计算该阀额定容量;按公式
由于规定温度范围内水的相对密度ρ/ρo=1;△P为0.05MPa;由图1可知该阀Cv=60,则:
(1)根据Kv≈0.8569Cv,Kv≈0.8569×60≈51.41;
(2)公式阀额定容量=0.1×51.414×/1=5.141×18.708≈96.177;
(3)根据公式Ⅳ=10-4×阀额定容量=10-4×96.177=0.0096177m?/h;
(4根据1m3=106ml,1h=60min将m3/h换算成ml/min:0.0096177m3/h×106/60=160.30ml/min
那么根据简易算法Ⅳ=2.6718Cv,就可以直接Ⅳ=2.6718×60≈160.30ml/min。
3.2.2 取压差为设计规格书规定最大值
如果取压差为设计规格书规定最大压差0.05MPa,试验介质为水。
首先计算该阀额定容量;按公式
由于规定温度范围内水的相对密度ρ/ρo=1;△P为0.05kPa;由图1可知该阀Cv=60,则:
(1)根据Kv≈0.8569Cv,Kv≈0.8569×60≈51.41;
(2)公式阀额定容量=0.1×51.414×/1=5.141×7.071≈36.352;
(3)根据公式Ⅳ=10-4×阀额定容量=10-4×36.352=0.0036352m3/h;
(4)根据1m3=106ml,1h=60min将m3/h换算成ml/min,0.0036352m3/h×106/60=60.58ml/min
那么根据简易算法Ⅳ=0.1428××Cv,就可以直接Ⅳ=0.1428××60≈60.58/min。
4 效益计算
调节阀强度、泄漏量试验按照平均每天7台/5~6人工作量计算,通过运用新计算方式,实际证明每天可节省1工日(一般都会专门有一人进行计算)。在以往所参加的项目,福建炼油乙烯项目、神华宁煤一期MPT及气化项目、中石化长城能源化工(宁夏)甲醇及BDO项目),以上列举的三个参建项目仪表调节阀累计近5000余台,可节省人工800余个,具体利润计算:800数量×360元/单位人工=288,000元;在实际现场施工中按照SH3521常规的泄漏量计算公式,极易出现计算错误并极大影响调试工作的准确性和效率。而使用此方法计算可快速计算调节阀泄漏量,更有效率进行调节阀泄漏量的调试工作,既节约成本、提高效率又保证了工程质量。
综合上述多例调节阀进行的比对计算,虽然计算过程中很多数值无法做到整除,有零点零几的偏差,但是在实际取泄漏量值时取整数,小数点后数值可省略,因此不影响最终所取数据。
从我们工程项目上的实际使用情况看,此运算方法计算的数据真实可靠、不易出错、效率高,解决了实际工作中老方法计算方式,极易出现计算错误并极大影响调试工作的准确性和效率的问题;又可快速计算调节阀泄漏量,更有效进行调节阀泄漏量的调试工作,既节约成本、提高效率;对于年轻而又刚接触调试工作、基础薄弱的职工也不易出错非常容易掌握,保证了工程质量,有利于项目调试工作的开展。
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