CN202370799U

CN202370799U - 一种pta空压机组的防喘放空阀组

Info

Publication number: CN202370799U
Application number: CN2011205304344U
Authority: CN
Inventors: 陈艳
Original assignee: SHENYANG BLOWER WORKS GROUP Corp
Current assignee: SHENYANG BLOWER WORKS GROUP Corp
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2021-12-16

Abstract

本实用新型属于空压机领域，具体地说是一种PTA空压机组的防喘放空阀组，包括蝶阀及套筒阀，所述蝶阀及套筒阀分别安装在空压机组的管路上；所述蝶阀及套筒阀并联连接于空压机组的放空管路上。本实用新型采用蝶阀及套筒阀，既能实现小流量时的精确调节，也能满足大流量的精确调节及全量放空。

Description

一种PTA空压机组的防喘放空阀组

技术领域

本实用新型属于空压机领域，具体地说是一种PTA空压机组的防喘放空阀组。

背景技术

伴随着百万吨PTA(精对苯二甲酸)、五万空分等装置大型化的发展趋势，压缩机也在往大型化发展，用单个阀门来防喘振已经难以控制大范围变化的流量，这是一个很实际的问题。工业阀门一般可调比只有10∶1，也就是说，如果这个阀门的最大流量是100Nm3/h的话，低于10Nm3/h就难以控制了；当然，高于90Nm3/h也几近失去控制，而在工艺干扰较大的情况下，0～100％的精确控制是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种PTA空压机组的防喘放空阀组。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括蝶阀及套筒阀，所述蝶阀及套筒阀分别安装在空压机组的管路上。

其中：所述蝶阀及套筒阀并联连接于空压机组的放空管路上。

本实用新型的优点与积极效果为：

本实用新型采用蝶阀及套筒阀，既能实现小流量时的精确调节，也能满足大流量的精确调节及全量放空。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

其中：1为蝶阀，2为套筒阀；

图3为流通能力和控制器的输出曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1、图2所示，本实用新型包括蝶阀1及套筒阀2，所述蝶阀1及套筒阀2并联连接于空压机组的放空管路上，接收控制系统的输出信号，起防喘振作用，保护空压机组。

本实用新型的工作原理为：

一、阀门的选择

目前对于常规的空压机组，因为套筒阀的调节精度高，噪音小，承受的压差大，防喘振阀通常选用套筒阀，但针对PTA空压机组流量大，压差较小的特点，蝶阀也是一个不错的选择。究竟哪种方案更适合，先从Kv和阀门的特点等方面来比较一下套筒阀和蝶阀的区别。

1.Kv的比较

KV是国际单位制的流量系数，定义为：调节阀全开时，阀前后压差为100kPa，温度5～40℃的水每小时所通过的立方米数。流量系数是表征阀门流通能力的参数，与阀门流道几何形状、阀门尺寸、阀门开度等参数有关。Kv值是调节阀选型时的一个关键性因素。为了给出所选择的这些调节阀之间差异的直观印象，下表列出了三种尺寸的阀门在全开时的Kv值。

阀门尺寸	蝶阀	套筒阀
			6″	886	323
10″	2541	924
			16″	8085	1964

从上表可以看出各种类型的阀门的Kv值有很大差别，蝶阀的Kv值比套筒阀高好几倍。对于套筒阀而言，介质按迷宫路线流动，因此有很大的流动阻力，这会明显减少介质通过阀门的流量。

2.阀门特点的比较

使用蝶阀对用户来说有很多优点：

1)蝶阀的价格通常比较低，特别对于大口径的阀门；套筒阀的口径在DN350以上时，会比蝶阀高出几倍的价格。

2)蝶阀很少需要维修，即使维修也较简单且花费低。

3)蝶阀能够很好的关断工艺流体，在密封等级上不亚于套筒阀。

套筒阀也有适用此场合的优点：

1)套筒阀采用阀塞节流代替阀芯阀座节流，而阀塞设有平衡孔可减少介质作用在阀塞上的不平衡力；同时套筒与阀塞间导向面大，加之不平衡力变化小，因此不易引起阀芯振动，比蝶阀更适用于小流量调节的场合。

2)死区范围比蝶阀小；由于蝶阀属于旋转阀，对于由阀座负载引起的摩擦力非常敏感，而且要想阀门有高的密封等级，高的阀座负载是获得关闭等级所必需的。

3.性价比的比较

以常用的美国FISHER阀门为例，选择一台套筒阀+一台蝶阀、两台相同口径的蝶阀和两台相同口径的座阀3种方案，从可行性、性价比等角度出发考虑3种方案的优缺点。

海伦空压机的参数：

阀门入口压力：1.49MPa(A)

出口压力：0.15MPa(A)

介质：空气，温度：107℃

最大流量：217730Nm3/h

将三种方案的参数分配如下：

1)方案一、两台相同口径的套筒阀，每台的选型参数：

阀门入口压力：1.49MPa(A)

出口压力：0.15MPa(A)

介质温度：107℃

最大流量：130640Nm3/h(按最大流量的60％考虑)

2)方案二、两台相同口径的蝶阀，每台的选型参数：

阀门入口压力：1.49MPa(A)

出口压力：0.15MPa(A)

介质温度：107℃

最大流量：130640Nm3/h(按最大流量的60％考虑)

3)方案三、一台套筒阀+一台蝶阀

套筒阀的选型参数：阀门入口压力：1.49MPa(A)

出口压力：0.15MPa(A)

介质温度：107℃

最大流量：87090Nm3/h(按最大流量的40％考虑)

因为反应器的最小能运行在60％工作负荷，负荷再小的话，反应器就不能正常工作必须停下来，所以考虑小阀的放空量最大为40％。

蝶阀的选型参数：阀门入口压力：1.49MPa(A)

出口压力：0.15MPa(A)

介质温度：107℃

最大流量：174185Nm3/h(按最大流量的80％考虑)

比较结果如下：

4.结论：通过以上分析比较，套筒阀+蝶阀，既能实现小流量时的精确调节，也能满足大流量的精确调节，但控制上较复杂；两台相同口径的蝶阀方案性价比最高，控制上也较简单，防喘振控制器的输出分别给2个阀门，两阀门同时动作，同开同关，适用在对压力波动要求不太苛刻的流程。两台相同口径的座阀可以扩大阀门的可调比，实现流量的精确调节，控制上也较简单，但成本太高；鉴于PTA流程中去反应器的压力波动要求控制在正负0.05MPa的范围，所以在此项目中选定套筒阀+蝶阀的方案。

下面将解决套筒阀+蝶阀如何控制的问题。

三、两个阀门的分程调节

对于两个不同口径的阀门调节，沈鼓目前的做法是小阀对应防喘振控制器的0～100％的输出，大阀只是在工作点到快开线时或联锁停车时直接全开，没有参与调节。在工艺扰动比较大的情况下，小阀的流通能力有限，仅靠小阀的调节是远远不够的，结果只能导致不该开大阀时快开，对下游流程造成很大影响。下面将探讨如何采用分程控制来调节两个阀门，扩大阀门的可调比。

一般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式称为分程控制。因为它们的流通能力不同，组合后的总流通特性，在信号交接处流量的变化并不是光滑的，分程点的确定非常重要。

1.定出初步分程点

根据上面选型的结果，小阀Kv＝735，大阀的Kv＝2580，当采用两支阀构成分程控制系统时，最小流通能力不变，而最大流通能力为两阀最大流通能力之和，因此小阀约占组合后阀门流通能力的22％，大阀约占78％，分程点大致定在22％处。

2.重叠部分范围的确定

如果分程点定在22％处，控制阀的综合流量特性会在此点突变，影响控制的稳定，对调节质量十分不利，而且调节阀从全闭到打开有一定的死区，让大阀提前打开，对调节的平稳很有好处。因此采用信号重叠的方法，即控制器的0～25％输出对应小阀的0～100％输入，控制器的20～100％输出对应大阀的0～100％输入。考虑大阀为蝶阀，死区一般小于5％，所以将重叠部分定在5％～10％的范围，在开车前进行调整。

3.非线性补偿

根据上述分析画出如图3所示的流通能力和控制器的输出曲线，由如图3可以看出，原来线性特性很好的两只控制阀，当组合在一起构成分程控制时，其总流量特性已不再呈现线性关系，而变成非线性关系了。特别是在分程点，总流量特性出现了一个转折点。由于转折点的存在，导致了总流量特性的不平滑，这对系统的平稳运行是不利的。为了使总流量特性达到平滑过渡，解决在20处出现的转折，可采用通过添加非线性补偿调节的方法将其校正为线性。

4.PID参数的整定。控制器的PID参数整定必须注意，分别选取适合两种情况的PID参数，当在分程点以下时用适合小阀单独工作的参数，当在分程点以上时用适合两阀同时工作的参数。

在实际使用中，必须根据具体使用工况，在开车前确定最终的分程点和具体的PID整定参数。

本实用新型从阀门的特点、性价比等几个方面分析了几种大流量压缩机组防喘振阀门可以选用的方案，并从中找出最适合的方案。在保护机组的前提下，提高了机组的可用性。

Claims

1.一种PTA空压机组的防喘放空阀组，其特征在于：包括蝶阀(1)及套筒阀(2)，所述蝶阀(1)及套筒阀(2)分别安装在空压机组的管路上。

2.按权利要求1所述PTA空压机组的防喘放空阀组，其特征在于：所述蝶阀(1)及套筒阀(2)并联连接于空压机组的放空管路上。