低压降比调节阀的应用浅析

    调节阀在低压降比的情况下输送流体，不但减少了流体在输送过程中的动力消耗，而且它自身也达到了节能的目的。下面介绍浙江大学新研制开发的低压降比调节阀在我厂运行情况。 
一、低压降比节能调节阀的特性 
    在自动调节系统中要求调节阀的特性不是调节阀的固有特性，而是调节阀的实际安装特性。调节阀的实际安装特性，又与调节阀的压降比△P_R 有关。 
    调节阀与管道串联安装时的阻力分配如图1所示。

     △P_R的定义为：
                   △P_R=△P_v/△P_s=△P_v/（△Pv+△P_∑）
     式中：△P_V —— 调节阀全开时压降
               △P_∑—— 调节阀全开时的管路总压降
     理论证明：调节阀的安装特性F（h）、固有特性f(h)以及△P_R之间有下述关系：
      
    从式中可知，△P_R越小，F（h）偏离f（h）越严重，使调节阀的安装特性变差，调节性能变差，甚至不能满足要求。浙江大学成功地突破△P_R和F（h）这一矛盾，精心设计出一种在低压降比运行，又具有良好安装特性的调节阀。
     同时可以证明：调节阀节流能耗△P_vQ与△P_R有下述关系：
△P_VQ=△P_R/（1-△P_R）*△P_∑Q 
    式中△P_VQ—— 管路阻力能耗是定值 
    从式中可知，△P_R越小，输送流体在调节阀上节流能耗越小。 
    按自控设计规定，△P_R应大于0.5～0.6之间为好，至少也不能小于0.3，而采用低压降比调节阀，突破了△P_R不能小于0.3的规定，使△P_R 可在0.1以下。
二、低压降比调节阀在我厂的应用 
    浙江大学研制开发的两台低压降比调节阀，先后在我厂气体分离装置和催化裂化装置上安装运行，经过较长时间的生产考核，现以证明了低压降比调节阀的工作稳定可靠、性能良好、提高了控制品质、有较明显的节能效果。现将我厂应用的二台低压降比调节阀情况介绍如下： 
    1、催化装置 
    调节阀用于进吸收塔吸收油流量控制系统工艺控制流程如图2所示。
 
    1986年11月催化检修时，我们更换为低压降比调节阀，型号为ZMAN-S-64 K、Dg100，工作特性为线性，控制系统不变，调节质量有了明显提高，流量记录曲线振荡现象消失，波动幅度仅为±1%～±2%，满足了工艺自控要求，并且全年实现了停泵自压，吸收塔K106的塔压由6.8Kgf/cm²提高到7.1Kgf/cm²。稳定塔与吸收塔之间的压差降低0.3Kgf/cm²，实现了全年停泵自压输送吸收油，按泵自压三个月计算，年节电为38.6万度/年。根据工艺月报表统计数字表明，1986年汽油平均产出率为48.85%，1987年汽油平均产出率为49.68%，1987年和1986年同期相比汽油收率增加了0.83%，多增产汽油6千吨左右。 
    2、气体分离装置
     液态烃脱硫塔二异丙醇胺流量控制系统如图3所示。
 
    工艺过程：从催化剂装置和球罐来液态烃从底部进入脱硫塔K101，在塔内液态烃和溶剂对流接触除去液态烃中的硫，从塔顶得到合格的液态烃。为保证液态烃质量设置了二异丙醇胺流量单回路调节系统。原使用普通双座调节阀，存在着流量调节不及时、调节阀开度小时、流量难以控制，阀开度大时流量又提不上去，流量记录曲线波动大控制品质不太理想，仪表随着负荷变化经常整定调节器参数，但效果不明显，时有发生液态烃脱硫不合格现象。
    在1983年3月更换低压降比调节阀后控质质量有了明显提高，流量记录曲线也不发生振荡，液态烃脱硫合格率达100%。与此同时，还降低了二异丙醇的消耗量。如果生产周期每年按8000小时计算，原年耗电量为41.6万度/年，现年耗电量为13.8万度/年（按电机实耗功率52KW的1/3计算），每年累计可省电约273.8万度。

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