CN112178260A - 一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统 - Google Patents

一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，属于工业高静压差阀门控制技术领域，特别地属于电厂高静压差管道调节阀自动控制领域，包括调节阀、电动截止阀和DCS控制设备，调节阀在介质流入方向的管路上安装电动截止阀，调节阀前后端的管道上连接有差压变送器，并且调节阀前后端的管道上引出有旁路管，旁路管上按介质流向依次安装有手动截止阀和电磁球阀；主调节阀、电动截止阀、差压变送器和电磁球阀均与远方的DCS控制设备信号相连。本发明具有结构简单、控制方式灵活，且完全实现远方自动控制的特点，解决了在高静压状态下，调节阀难以开启的问题。

Description

一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统
技术领域
本发明涉及一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，属于工业高静压差阀门控制技术领域，特别地属于电厂高静压差管道调节阀自动控制领域。
背景技术
随着运行参数的不断提高，火电厂生产工艺流程中，处于高静压差状态下的调节阀越来越多。以某燃煤电厂超临界机组锅炉361调节阀为例，正常运行时该调节阀全关，其阀芯前后承受的静压差可达42MPa。在机组故障跳闸时，该调节阀门需要及时打开，但由于该阀门前后静压差太高，阀门一时难以及时开启，对机组的安全运行造成威胁。
公开号为CN 202812357 U的中国专利于2013年03月20日公开了“压差平衡阀”，技术方案主要是通过压差平衡阀顶部的压力设定螺钉设定阀门开启时上游介质与下游介质之间的压力差，当压力差大于设定值时，先导阀开启进而主阀开启。公开号为CN 210291838U的中国专利于2020年04月10日公开了“一种有效减缓给水系统再循环调节阀泄漏的系统”，主要方案是在调节阀的前面再增加一只电动阀来减缓调节阀阀芯的静压差，将原由调节阀承受的静压差转移到由前置电动门来承担。公开号为CN110454596A的中国专利申请于2019年11月15日公开了“一种活塞式动态压差平衡阀”，技术方案主要包括主阀以及导阀，通过导阀实现对主阀开度的控制以此实现被控系统压差的稳定。
总体而言，目前的技术方案主要采用机械弹簧控制先导阀开启或者将调节阀承受的静压差转移至电动截止阀的方法，存在阀门系统机械结构复杂、压力设定不灵活、现场实际运用效果不佳的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、结构简单、自动控制可靠的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，包括调节阀、电动截止阀和DCS控制设备，其特征是，所述调节阀在介质流入方向的管路上安装电动截止阀，所述调节阀前后端的管道上连接有差压变送器，并且调节阀前后端的管道上引出有旁路管，所述旁路管上按介质流向依次安装有手动截止阀和电磁球阀；所述主调节阀、电动截止阀、差压变送器和电磁球阀均与远方的DCS控制设备信号相连。
进一步的，所述旁路管、手动截止阀和电磁球阀的内径一般为调节阀主管路管径的1/5~1/10，具体数据参考调节阀管路的最高安全静压，并考虑调节阀主管路的管径以及制造材质等要素进行机械热力计算后获得。
进一步的，所述旁路管、手动截止阀和电磁球阀的材质应与调节阀前端的管材材质一致，防止阀门突然开启后高温高压介质强力冲刷导致阀门后的低材质管道爆裂。
进一步的，所述调节阀正常运行时全关、电动截止阀全开，所述差压变送器测得的差压值即为调节阀阀芯前后承受的高静压差；所述电动截止阀关闭时可以对所述调节阀进行检修。
进一步的，所述电磁球阀正常运行时全关、手动截止阀全开；所述手动截止阀关闭时可以对电磁球阀进行检修。
进一步的，所述差压变送器测得的调节阀前后的静压差不高时，电磁球阀不开启，调节阀可自主开启；当差压变送器测得的调节阀前后的压差高于设定值且调节阀需要开启时，电磁球阀先开启，平衡掉调节阀前后一部分静压差，直至差压变送器测得的差压值低于设定值或者延时一定时间后，调节阀开始开启。
进一步的，所述电磁球阀开启的设定值为实际试验所获得的调节阀运行时所能正常开启的阀门前后的静压差。
进一步的，所述电磁球阀的控制逻辑算法在DCS控制设备中设置；其基本逻辑条件为：差压变送器测得的管道静压差达到定值且调节阀需要开启时或运行人员远方操作时开启。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明采取在调节阀前后加装可控旁路阀部分平衡掉调节阀前后的压差的方案，解决了在高静压状态下，调节阀难以开启的现实问题。具有结构简单、控制方式灵活，且完全实现远方自动控制的特点。
附图说明
图1是现有高静压差调节阀管道系统的结构示意图。
图2是本发明改进后的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统的结构示意图。
图中：调节阀1、电动截止阀2、差压变送器3、旁路管4、手动截止阀5、电磁球阀6、DCS控制设备7。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1至图2，一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，包括调节阀1、电动截止阀2和DCS控制设备7，调节阀1在介质流入方向的管路上安装电动截止阀2，调节阀1前后端的管道上连接有差压变送器3，并且调节阀1前后端的管道上引出有旁路管4，旁路管4上按介质流向依次安装有手动截止阀5和电磁球阀6；主调节阀1、电动截止阀2、差压变送器3和电磁球阀6均与远方的DCS控制设备7信号相连。
具体的，旁路管4、手动截止阀5和电磁球阀6的内径一般为调节阀1主管路管径的1/5~1/10，具体数据参考调节阀1管路的最高安全静压，并考虑调节阀1主管路的管径以及制造材质等要素进行机械热力计算后获得。
具体的，旁路管4、手动截止阀5和电磁球阀6的材质应与调节阀1前端的管材材质一致，防止阀门突然开启后高温高压介质强力冲刷导致阀门后的低材质管道爆裂。
具体的，调节阀1正常运行时全关、电动截止阀2全开，差压变送器3测得的差压值即为调节阀1阀芯前后承受的高静压差；电动截止阀2关闭时可以对调节阀1进行检修。
具体的，电磁球阀6正常运行时全关、手动截止阀5全开；手动截止阀5关闭时可以对电磁球阀6进行检修。
具体的，差压变送器3测得的调节阀1前后的静压差不高时，电磁球阀6不开启，调节阀1可自主开启；当差压变送器3测得的调节阀1前后的压差高于设定值且调节阀1需要开启时，电磁球阀6先开启，平衡掉调节阀1前后一部分静压差，直至差压变送器3测得的差压值低于设定值（或者延时一定时间后），调节阀1开始开启。
具体的，电磁球阀6开启的设定值为实际试验所获得的调节阀1运行时所能正常开启的阀门前后的静压差。
具体的，电磁球阀6的控制逻辑算法在DCS控制设备7中设置；其基本逻辑条件为：差压变送器3测得的管道静压差达到定值且调节阀1需要开启时或运行人员远方操作时开启。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，包括调节阀（1）、电动截止阀（2）和DCS控制设备（7），其特征是，所述调节阀（1）在介质流入方向的管路上安装电动截止阀（2），所述调节阀（1）前后端的管道上连接有差压变送器（3），并且调节阀（1）前后端的管道上引出有旁路管（4），所述旁路管（4）上按介质流向依次安装有手动截止阀（5）和电磁球阀（6）；所述主调节阀（1）、电动截止阀（2）、差压变送器（3）和电磁球阀（6）均与远方的DCS控制设备（7）信号相连。
2.根据权利要求1所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述旁路管（4）、手动截止阀（5）和电磁球阀（6）的内径为调节阀（1）主管路管径的1/5~1/10。
3.根据权利要求1所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述旁路管（4）、手动截止阀（5）和电磁球阀（6）的材质与调节阀（1）前端的管材材质一致。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述调节阀（1）正常运行时全关、电动截止阀（2）全开，所述差压变送器（3）测得的差压值即为调节阀（1）阀芯前后承受的高静压差；所述电动截止阀（2）关闭时可以对所述调节阀（1）进行检修。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述电磁球阀（6）正常运行时全关、手动截止阀（5）全开；所述手动截止阀（5）关闭时可以对电磁球阀（6）进行检修。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述差压变送器（3）测得的调节阀（1）前后的静压差不高时，电磁球阀（6）不开启，调节阀（1）可自主开启；当差压变送器（3）测得的调节阀（1）前后的压差高于设定值且调节阀（1）需要开启时，电磁球阀（6）先开启，平衡掉调节阀（1）前后一部分静压差，直至差压变送器（3）测得的差压值低于设定值或者延时一定时间后，调节阀（1）开始开启。
7.根据权利要求6中任一项所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述电磁球阀（6）开启的设定值为实际试验所获得的调节阀（1）运行时所能正常开启的阀门前后的静压差。
8.根据权利要求7中任一项所述的高静压差状态下的调节阀开阀控制系统，其特征是，所述电磁球阀（6）的控制逻辑算法在DCS控制设备（7）中设置；其基本逻辑条件为：差压变送器（3）测得的管道静压差达到定值且调节阀（1）需要开启时或运行人员远方操作时开启。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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