CN108120594B - 一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，在焦炉集气管中设置多个压力传感器，根据多个压力测点P_1，P_2……P_N计算最大压力P′；根据最大压力P′计算无煤气泄漏最低水封液位高度H₀；由最低水封液位高度H₀和实际的阀板长度L和挡板倾角β以及正常时的水封高度H_max计算本次行程测试最大转动角度α；本方法能够定期对放散水封阀进行行程测试，防止阀门长时间不动作发生锈蚀或堵塞现象，保证集气管压力过高时，放散阀门能够及时开启；在阀门行程测试过程中，保证无煤气冲破水封盖的同时，尽可能增加阀门开度，保证测试充分性。

Description

一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法

技术领域

本发明涉及焦炉集气管煤气放散点火技术领域，特别涉及一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法。

背景技术

焦炉集气管压力过高会导致焦炉冒烟的和影响化产流程正常工作，焦炉自动放散点火系统能够保障集气管压力高时对煤气放散，同时点燃煤气保护大气环境，所以在焦化生产中起着重要的作用。在过去的应用中，煤气放散阀门仅在系统需要放散点火时才动作，由于煤气中含有大量的焦油和萘，阀门长时间不动作极易发生堵塞和锈蚀，经常导致集气管压力过高时阀门无法及时打开，影响后续流程的正常工作，甚至造成大量煤气外逸，对生产和环境造成严重的影响。在实际生产过程中只能依靠检修人员定期手动测试阀门，这种处理方式不仅自动化程度低，而且极易由于阀门动作幅度不当导致水封盖液位降低煤气泄漏，污染大气环境。本发明提出一种基于集气管压力测量的煤气放散水封阀门部分行程测试方法，在保证无煤气泄漏的前提下，由系统控制阀门定期进行行程测试，能有效解决由于放散阀门长时间不动作产生故障导致整个放散点火系统失效问题，从而保证集气管压力过高时，煤气能够安全可靠的放散。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，能够定期对放散水封阀进行行程测试，防止阀门长时间不动作发生锈蚀或堵塞现象，保证集气管压力过高时，放散阀门能够及时开启；在阀门行程测试过程中，保证无煤气冲破水封盖的同时，尽可能增加阀门开度，保证测试充分性。本方法设计实施性强，处理方法程序实现容易，可以通过系统编程实现，能够保证无煤气泄漏的情况下，阀门可以定期动作。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，包括如下步骤：

步骤一、在焦炉集气管中设置多个压力传感器，其中，在焦炉集气管与每个放散管连接处均至少设置一个压力传感器，检测多个压力值；

步骤二、根据多个压力测点P_1，P_2……P_N计算最大压力P′；

步骤三、根据最大压力P′计算无煤气泄漏最低水封液位高度H₀；

步骤四、由最低水封液位高度H₀和实际的阀板长度L和挡板倾角β以及正常时的水封高度H_max计算本次行程测试最大转动角度α；

步骤五、设定集气管允许行程测试最高压力PST_HIGH，当集气管压力过高时，集气管煤气会进行放散点火，因此PST_HIGH应低于放散点火压力；

步骤六、记录各段集气管压力，取各段集气管压力最大值P′，判断当前压力下是否可以进行部分行程测试；

若P′＞PST_HIGH，则说明当前集气管压力较高，不允许进行行程测试，等待集气管压力下降到PST_HIGH以下后再进行行程测试；

步骤七、根据给定执行机构最大扭矩下动作时间T₀，计算阀门行程测试最大转动角度α所需时间T；

步骤八、在行程测试开启阀门前判断放散点火系统是否启动，如果启动则立即终止测试，避免行程测试影响放散阀门完全开启。如放散点火系统未启动，则阀门动作α度；

步骤九、判断阀门开度是否达到α度，如果在时间T内阀门未动作到α度，说明阀门在在故障，此时应关闭放散阀门，防止煤气泄漏。如果在时间T内阀门动作到α度，说明本次行程测试未发现阀门故障，关闭放散阀门，结束本次测试。

所述的步骤三具体为：

其中：P′为多个压力测点的最大压力，ρ为氨水密度，μ为工程放大倍数，取1.2～1.5。

所述的步骤四具体为：

阀板转动后水封高度H与转动角度α存在如下关系：

H+H_max tanβsinα＝H_max cosα-L sinα

整理后得：

其中：α为阀板转动角度，H_max为正常水封高度，L为阀板长度，β为挡板倾角；

放散水封阀的结构随工艺设计确定后，H_max，L，β均为固定值，因此θ，A也为常数，将步骤二所得的最低水封液位高度H₀带入公式中的H中即得到水封阀门行程测试的最大转动角度α。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，能够定期对放散水封阀进行行程测试，防止阀门长时间不动作发生锈蚀或堵塞现象，保证集气管压力过高时，放散阀门能够及时开启；在阀门行程测试过程中，保证无煤气冲破水封盖的同时，尽可能增加阀门开度，保证测试充分性。

2、本发明的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法的多点集气管压力测量。测量点位置确保在每个集气管连接放散管道附近的位置有一点，根据测得集气管压力判断是否允许进行部分行程测试。允许进行部分行程测试的集气管最高压力低于集气管煤气放散点火压力。

3、本发明的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，取集气管各压力测点测得最高压力，保证所测压力始终大于等于放散管道煤气压力，根据测得最高压力计算无煤气泄漏的水封盖最低液位高度，从而判断部分行程测试阀门最大开度。

4、本发明的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，根据集气管压力变化，每次阀门行程测试开度不同，集气管煤气压力高，行程测试开度小，集气管煤气压力小，行程测试开度大，从而在保证无煤气泄漏的情况下尽可能增加阀门测试行程。

5、本发明的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，设计实施性强，处理方法程序实现容易，可以通过系统编程实现，能够保证无煤气泄漏的情况下，阀门可以定期动作。

附图说明

图1为一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法的测试系统结构示意图；

图2为煤气放散水封阀的结构示意图；

图3为阀门转动后煤气水封液位变化示意图；

图4是本发明的一种用于焦炉集气管煤气安全放散的水封阀部分行程测试方法流程图。

图中：1-控制系统 2-电动执行机构 3-放散水封阀 4-煤气放散管 5-压力测点A6-压力测点B 7-压力测点C 8-集气管 9-补水管 10-水封阀上部放散气管道 11-水封阀下部放散气管道 12-补水管 13-阀板 14-转轴

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，在集气管8处设置3个压力测点：压力测点A5、压力测点B6和压力测点C7，其中压力测点5、7布置在集气管8与煤气放散管4出口的连接处附近。

通过取3点压力的最大值保证测得煤气压力不低于煤气放散管4煤气压力。根据测得煤气压力计算无煤气泄漏的最小水封高度，进一步求得放散水封阀3最大开度，由控制系统1控制电动执行机构2动作，完成放散水封阀3的行程测试。

如图2所示，由于补水管12持续补水，整个阀内液位处于满流状态，当阀板13随转轴14转动一定角度时，水封高度下降，下降一定高度后，煤气压力会冲破水封，导致煤气泄漏。因此本发明的核心问题在于判断满足阀门行程测试的条件以及如何在无煤气泄漏的情况下最大限度的进行阀门行程测试；同时在进行行程测试的过程中应避免影响放散点火程序的运行。

一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，包括如下步骤：

步骤一、在焦炉集气管中设置多个压力传感器，其中，在焦炉集气管与每个放散管连接处均至少设置一个压力传感器，检测多个压力值；

步骤二、根据多个压力测点P_1，P_2……P_N计算最大压力P′；公式1如下：

P′＝max(P_1，P_2，P_N)

图1的实施例中：

P′＝max(P_A，P_B，P_C)

步骤三、根据最大压力P′计算无煤气泄漏最低水封液位高度H₀；公式2如下：

其中：P′为多个压力测点的最大压力，ρ为氨水密度，μ为工程放大倍数，取1.2～1.5

步骤四、由最低水封液位高度H₀和实际的阀板长度L和挡板倾角β以及正常时的水封高度H_max计算本次行程测试最大转动角度α；

阀板转动后水封高度H与转动角度α存在如下关系：

H+H_max tanβsinα＝H_max cosα-L sinα

整理后得：公式3如下：

其中：α为阀板转动角度，H_max为正常水封高度，L为阀板长度，β为挡板倾角；

放散水封阀的结构随工艺设计确定后，H_max，L，β均为固定值，因此θ，A也为常数，将步骤二所得的最低水封液位高度H₀带入公式中的H中即得到水封阀门行程测试的最大转动角度α。

图2-3中，我们可以看出，当阀板13随转轴14转动一定角度时，水封高度H_max下降，当水封高度下降到最低水封液位高度H₀时，此时阀板4转动的角度为最大转动角度α。

图3中，标出了转动后水封高度H(最低水封H₀)，转动前水封高度H_max，阀板长度L和挡板角度β。

结合公式2，公式3可以计算行程测试最大转动角度α与P′之间的关系：

步骤五、设定集气管允许行程测试最高压力PST_HIGH，当集气管压力过高时，集气管煤气会进行放散点火，因此PST_HIGH应低于放散点火压力；

步骤六、记录各段集气管压力，取各段集气管压力最大值P′，判断当前压力下是否可以进行部分行程测试；

若P′＞PST_HIGH，则说明当前集气管压力较高，不允许进行行程测试，等待集气管压力下降到PST_HIGH以下后再进行行程测试；

步骤七、根据给定执行机构最大扭矩下动作时间T₀，计算阀门行程测试最大转动角度α所需时间T；公式如下：

步骤八、在行程测试开启阀门前判断放散点火系统是否启动，如果启动则立即终止测试，避免行程测试影响放散阀门完全开启。如放散点火系统未启动，则阀门动作α度；

步骤九、判断阀门开度是否达到α度，如果在时间T内阀门未动作到α度，说明阀门在在故障，此时应关闭放散阀门，防止煤气泄漏。如果在时间T内阀门动作到α度，说明本次行程测试未发现阀门故障，关闭放散阀门，结束本次测试。

本发明的用于焦炉集气管煤气安全放散的水封阀门部分行程测试方法是在图1中的控制系统1中执行的软件程序方法，在测试中，还可以设定两种运行模式：自动模式和手动模式，自动模式可设定阀门部分行程测试的时间间隔，使阀门能够自动定时进行行程测试；手动模式使得操作人员能够通过控制系统远程操作阀门进行部分行程测试。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (3)

1.一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在焦炉集气管中设置多个压力传感器，其中，在焦炉集气管与每个放散管连接处均至少设置一个压力传感器，检测多个压力值；

步骤二、根据多个压力测点P_1，P_2……P_N计算最大压力P′；

步骤三、根据最大压力P′计算无煤气泄漏最低水封液位高度H₀；

步骤四、由最低水封液位高度H₀和实际的阀板长度L和挡板倾角β以及正常时的水封高度H_max计算本次行程测试最大转动角度α；

步骤五、设定集气管允许行程测试最高压力PST_HIGH，当集气管压力过高时，集气管煤气会进行放散点火，因此PST_HIGH应低于放散点火压力；

步骤六、记录各段集气管压力，取各段集气管压力最大值P′，判断当前压力下是否可以进行部分行程测试；

若P′＞PST_HIGH，则说明当前集气管压力较高，不允许进行行程测试，等待集气管压力下降到PST_HIGH以下后再进行行程测试；

步骤七、根据给定执行机构最大扭矩下动作时间T₀，计算阀门行程测试最大转动角度α所需时间T；

步骤八、在行程测试开启阀门前判断放散点火系统是否启动，如果启动则立即终止测试，避免行程测试影响放散阀门完全开启；如放散点火系统未启动，则阀门动作α度；

步骤九、判断阀门开度是否达到α度，如果在时间T内阀门未动作到α度，说明阀门在在故障，此时应关闭放散阀门，防止煤气泄漏，如果在时间T内阀门动作到α度，说明本次行程测试未发现阀门故障，关闭放散阀门，结束本次测试。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：

其中:P′为多个压力测点的最大压力，ρ为氨水密度，μ为工程放大倍数，取1.2～1.5。

3.根据权利要求1或2所述的一种焦炉集气管煤气安全放散水封阀门部分行程测试方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：

阀板转动后水封高度H与转动角度α存在如下关系：

H+H_maxtanβsinα＝H_maxcosα-L sinα

整理后得：

其中：α为阀板转动角度，H_max为正常水封高度，L为阀板长度，β为挡板倾角；

放散水封阀的结构随工艺设计确定后，H_max，L，β均为固定值，因此θ，A也为常数，将步骤二所得的最低水封液位高度H₀带入公式中的H中即得到水封阀门行程测试的最大转动角度α。