RU2790955C1 - Method for determining capacity of electromagnetic valve - Google Patents
Method for determining capacity of electromagnetic valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790955C1 RU2790955C1 RU2022110656A RU2022110656A RU2790955C1 RU 2790955 C1 RU2790955 C1 RU 2790955C1 RU 2022110656 A RU2022110656 A RU 2022110656A RU 2022110656 A RU2022110656 A RU 2022110656A RU 2790955 C1 RU2790955 C1 RU 2790955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- capacity
- inhibitor
- pressure
- measured
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано для определения фактической пропускной способности электромагнитного клапана, размещенного в блоке дозирования ингибитора.The invention relates to the gas industry and can be used to determine the actual capacity of the electromagnetic valve located in the inhibitor dosing unit.
Ингибирование осуществляют для предотвращения образования гидратов в трубопроводах, по которой газ из газоносных скважин поступает на установку подготовки товарного газа. Загидрачивание трубопровода в случае отсутствия ингибирования или его недостаточного количества может полностью перекрыть поступление газа от скважины, поэтому ингибирование газа является важной составляющей процесса его добычи. В качестве ингибитора обычно применяют метанол, который подается в трубопроводы, отходящие от газоносных скважин, с помощью специальных блоков дозирования, управление которыми осуществляется от автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) с установки комплексной подготовки газа (УКПГ). АСУ ТП рассчитывает необходимое количество метанола, исходя из технологических параметров (давления, температура, влажность) добываемого газа и подает соответствующую команду на блок дозирования. При формировании команды на блок дозирования важно знать его пропускную способность по дозированию. Основным элементом, определяющим пропускную способность блока дозирования, является электромагнитный клапан, при открытии которого по команде от АСУ ТП ингибитор начинает подаваться в трубопровод назначения. Количество ингибитора зависит от коэффициента пропускной способности (Kv) клапана и времени его открытия.Inhibition is carried out to prevent the formation of hydrates in pipelines through which gas from gas-bearing wells enters the commercial gas treatment plant. Hydrohydration of the pipeline in the absence of inhibition or its insufficient amount can completely block the flow of gas from the well, so gas inhibition is an important component of the gas production process. As an inhibitor, methanol is usually used, which is fed into pipelines from gas-bearing wells using special dosing units, which are controlled by an automated process control system (APCS) from an integrated gas treatment unit (CGTP). The automated process control system calculates the required amount of methanol based on the technological parameters (pressure, temperature, humidity) of the produced gas and sends the appropriate command to the dosing unit. When forming a command to a dosing unit, it is important to know its dosing capacity. The main element that determines the throughput of the dosing unit is the solenoid valve, upon opening of which, upon command from the automated process control system, the inhibitor begins to be supplied to the destination pipeline. The amount of inhibitor depends on the Kv of the valve and its opening time.
Создание данного изобретения обусловлено необходимостью проверки проливным способом пропускной способности электромагнитного клапана, определяющего пропускную способность блока дозирования ингибитора, так как вследствие неточности изготовления или износа в процессе эксплуатации пропускная способность клапана может отличаться от значения, заявленного заводом - изготовителем.The creation of this invention is due to the need to test the flow capacity of the electromagnetic valve, which determines the capacity of the inhibitor dosing unit, by pouring method, since due to manufacturing inaccuracies or wear during operation, the valve capacity may differ from the value declared by the manufacturer.
Существующая методика проверки ведущего изготовителя клапанов для блоков дозирования ингибитора (Клапан электромагнитный взрывозащищенный КЭО 03/250/650/111 с ЭВ 07/DC/024/2. Расчет пропускной способности, шифр ТП5122-0662 РР1. - ООО НПП «Технопроект», 2018, https://www.solenoid.ru/catalog/diametr-nominalnyy-dn-80-100/keo-03-250-650-111-s-ev-07-dc-024-21/) основывается только на теоретическом расчете пропускной способности клапана, не предполагающей инструментальной проверки.Existing test procedure for the leading manufacturer of valves for inhibitor dosing units (Explosion-proof solenoid valve KEO 03/250/650/111 with EV 07/DC/024/2. Calculation of throughput capacity, code TP5122-0662 PP1. - LLC NPP "Technoproekt", 2018 , https://www.solenoid.ru/catalog/diametr-nominalnyy-dn-80-100/keo-03-250-650-111-s-ev-07-dc-024-21/) is based only on the theoretical calculation of valve capacity, which does not involve instrumental verification.
Технических решений по определению пропускной способности электромагнитных клапанов в составе блоков дозирования ингибитора не найдено.Technical solutions for determining the throughput of electromagnetic valves in the composition of inhibitor dosing units have not been found.
Известно устройство, которое относится к проверке пропускной способности клапанов, содержащее источник испытательной среды, расходомер, преобразователь пневматических сигналов в электрические (авторское свидетельство СССР 1293514, МПК G01M 3/28, опубликовано 28.02.1987).A device is known that relates to checking the throughput of valves, containing a source of test medium, a flow meter, a converter of pneumatic signals into electrical ones (USSR author's certificate 1293514, IPC G01M 3/28, published on February 28, 1987).
Известное техническое решение имеет следующие недостатки:The known technical solution has the following disadvantages:
- невысокую точность измерения, определяемую суммарной погрешностью расходомера с пневматическим выходным сигналом и пневмоэлектрического преобразователя (обычно более 2,5%);- low measurement accuracy, determined by the total error of the flow meter with a pneumatic output signal and a pneumoelectric converter (usually more than 2.5%);
- длительное время измерения для получения стабильного расхода через расходомер (около 1 мин);- long measurement time to obtain a stable flow through the flow meter (about 1 min);
- высокие требования к стабильности источника воды высокого давления из-за большего времени измерения (около 1 мин).- high requirements for the stability of the high-pressure water source due to the longer measurement time (about 1 min).
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение точности измерения, сокращение времени измерения, а также упрощение конструкции.The objective of the present invention is to eliminate these shortcomings, namely to improve the measurement accuracy, reduce the measurement time, and simplify the design.
Указанная задача решается тем, что в предложенном способе определения пропускной способности электромагнитного клапана путем пролива жидкости вначале измеряют поправочный объем проливаемой жидкости за время, затраченное на стабилизацию давления, а затем измеряют объем жидкости за полное время открытия клапана и наблюдают за перепадом давления на клапане и на основании полученных данных вычисляют коэффициент пропускной способности клапана. Время стабилизации давления составляет 4 секунды. Полное время открытия клапана составляет 15 секунд. Коэффициент пропускной способности клапана вычисляют по формуле:This problem is solved by the fact that in the proposed method for determining the throughput of an electromagnetic valve by spilling liquid, first measure the correction volume of spilled liquid during the time spent on pressure stabilization, and then measure the volume of liquid for the full time of opening the valve and monitor the pressure drop across the valve and on Based on the obtained data, the valve capacity coefficient is calculated. The pressure stabilization time is 4 seconds. The total valve opening time is 15 seconds. The valve capacity coefficient is calculated by the formula:
Kv=((V-Vп)/11)/√P, где:Kv=((V-Vp)/11)/√P, where:
V - объем воды, измеренный мерной емкостью за полное время открытия клапана (мл);V - the volume of water measured by the measured capacity for the full time of opening the valve (ml);
Vп - поправочный объем воды, измеренный мерной емкостью за 4 секунды открытия клапана (мл);Vp - correction volume of water, measured by measuring capacity for 4 seconds of valve opening (ml);
Р - избыточное давление по манометру (бар);P - gauge pressure (bar);
Kv - коэффициент пропускной способности клапана (мл/с).Kv - valve capacity factor (ml/s).
Технический результат заключается в повышенной точности определения коэффициента пропускной способности, которая достигается за счет предварительного определения поправки к объему проливаемой через клапан жидкости. Введение указанной поправки позволяет исключить из расчета Kv объем жидкости, проливаемой через клапан при нестабильном давлении на входе клапана.The technical result consists in increased accuracy in determining the throughput coefficient, which is achieved due to the preliminary determination of the correction to the volume of liquid poured through the valve. The introduction of this correction makes it possible to exclude from the calculation of Kv the volume of liquid poured through the valve at an unstable pressure at the valve inlet.
Сущность изобретения поясняется схемами и фотографией. На фиг. 1 показана принципиальная электрогидравлическая схема стенда, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 - схема блока управления стенда. На фотографии (фиг. 3) представлен блок управления стенда с открытой крышкой в рабочем положении.The essence of the invention is illustrated by diagrams and photographs. In FIG. 1 shows a schematic electro-hydraulic diagram of the stand that implements the proposed method, Fig. 2 - scheme of the stand control unit. The photograph (Fig. 3) shows the control unit of the stand with the cover open in the working position.
Для осуществления способа на представленных схемах и фотографии использованы следующие элементы:To implement the method in the presented diagrams and photographs, the following elements were used:
1 - электромагнитный клапан;1 - solenoid valve;
2 - манометр;2 - manometer;
3 - мерная емкость;3 - measured capacity;
4 - электронный блок управления;4 - electronic control unit;
5 - блок питания электронного блока управления;5 - power supply unit of the electronic control unit;
6 - программируемое реле электронного блока управления;6 - programmable relay of the electronic control unit;
7 - кнопка открытия клапана на 4 секунды;7 - valve opening button for 4 seconds;
8 - кнопка открытия клапана на 15 секунд;8 - valve opening button for 15 seconds;
9 - электрическая цепь управления соленоидом клапана;9 - electric circuit for controlling the valve solenoid;
10 - источник воды высокого давления;10 - source of high pressure water;
11 - подводящие трубки к клапану.11 - supply pipes to the valve.
12 - соленоид клапана.12 - valve solenoid.
Способ определения пропускной способности клапана проливным методом сводится к вычислению коэффициента пропускной способности (Kv) на основании измеренных данных: ΔР (перепад давления на клапане) и Q (расход жидкости через клапан). Коэффициент пропускной способности клапана (Kv) есть условный объемный расход жидкости через полностью открытый клапан, м3/час при перепаде давлений в 1 Бар при стандартных условиях (атмосферное давление 101325 Па, температура 20°С). Общая формула для расчета при использовании в качестве испытательной жидкости воды имеет вид: Kv=Q/√ΔP, (1). Для определения Q необходимо измерить объем воды, прошедший через клапан 1 за заданное время открытия клапана при перепаде давления (ΔР) на клапане. Перепад давления на клапане (ΔР) в данном случае равен показаниям избыточного давления по манометру 2 (фиг. 1), так как слив воды в мерную емкость 3 осуществляется при атмосферном давлении, равном нулю. Время открытия клапана 1 устанавливается с помощью электронного блока управления 4 (фиг. 1, фиг. 2). При использовании в качестве источника высокого давления 10 обычной системы водоснабжения с давлением от 4 до 5 кгс/см2 гидравлические соединения - подводящие трубки 11 к клапану можно выполнять пластиковыми пневмотрубками. При использовании заполненного водой баллона с пневмоаккумулятором (для давлений 10 кгс/см2 и выше) гидравлические соединения 11 выполняются красномедной трубкой.The way to determine the capacity of a valve by the pouring method is to calculate the capacity factor (Kv) based on the measured data: ΔP (pressure drop across the valve) and Q (liquid flow through the valve). The valve capacity coefficient (Kv) is the conditional volume flow of liquid through a fully open valve, m 3 / h at a pressure drop of 1 bar under standard conditions (atmospheric pressure 101325 Pa,
При расчетах по формуле (1) важно, чтобы ΔР было постоянным, но практически установлено, что в первое время после открытия клапана, это давление падает почти в два раза и пульсирует в пределах до 20% от шкалы манометра 2. Для устранения этого недостатка определяется поправка на время стабилизации давления по манометру 2. Соответственно учитывается поправка на объем воды, прошедшей через клапан 1 за это время.When calculating according to formula (1), it is important that ΔР be constant, but it has been practically established that in the first time after the valve is opened, this pressure drops by almost two times and pulsates within up to 20% of the
Для определения поправки экспериментально установлено, что время стабилизации давления перед клапаном при его открытии не превышает 4 секунд для всех проходных сечений клапана, поэтому поправочный объем воды, пролитой через клапан, определяется за 4 секунды. Полное время открытия клапана при проливе задается равным 15 секундам.To determine the correction, it was experimentally established that the time of pressure stabilization in front of the valve when it is opened does not exceed 4 seconds for all valve flow sections, therefore, the correction volume of water spilled through the valve is determined in 4 seconds. The total opening time of the valve during spillage is set to 15 seconds.
С учетом вышеизложенного, формула (1) принимает вид:Taking into account the above, formula (1) takes the form:
Kv=((V-Vп)/11)/√P, (2) где:Kv=((V-Vp)/11)/√P, (2) where:
V - объем воды, измеренный мерной емкостью 3 за полное время открытия клапана 1 (мл);V is the volume of water measured by measuring
Vп - поправочный объем воды, измеренный мерной емкостью 3 за 4 секунды открытия клапана 1 (мл);Vp - correction volume of water, measured by measuring
Р - избыточное давление по манометру 2 (бар);Р - excess pressure according to pressure gauge 2 (bar);
Kv - коэффициент пропускной способности клапана 1 (мл/с).Kv -
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Кнопкой 7 (SB-4s) блока управления 4 подачей тока на соленоид 12 клапана 1 производят открытие клапана на 4 секунды с целью полного заполнения водой подходящих к клапану трубок. По истечении интервала (4 секунды) напряжение автоматически снимается и клапан 1 закрывается. Затем повторно открывают клапан кнопкой 7 (SB-4s) на 4 секунды, при этом с помощью мерной емкости 3 измеряют объем воды, прошедшей через клапан 1 и получают значение поправки Vп. Далее открывают клапан кнопкой 8 (SB-15 s) на 15 секунд, при этом с помощью мерной емкости 3 измеряют объем воды, прошедшей через клапан 1. В результате получают значение V. При проведении измерений записывают стабильное значение давления Р по манометру 2 (бар). В заключение вычисляют коэффициент Kv пропускной способности клапана по формуле (2).Button 7 (SB-4s) of the
Пример реализации изобретения.An example of the implementation of the invention.
Для реализации предлагаемого способа на предприятии заявителя был собран стенд состоящий:To implement the proposed method at the applicant's enterprise, a stand was assembled consisting of:
- из электронного блока управления (4) открытием/закрытием клапана включающего: блок питания (4) Phoenix Contact QUINT-PS-100-240AC/24DC/5, программируемое реле (6) ОВЕН ПР110-24.8Д.4Р и кнопки управления (7, 8): SB-4s, SB-15s, нажатие на которые обеспечивает открытие клапана на 4 секунды и 15 секунд соответственно;- from the electronic control unit (4) for opening/closing the valve including: power supply (4) Phoenix Contact QUINT-PS-100-240AC/24DC/5, programmable relay (6) OWEN PR110-24.8D.4R and control buttons (7 , 8): SB-4s, SB-15s, pressing which opens the valve for 4 seconds and 15 seconds, respectively;
- клапана, пропускная способность которого проверяется;- valve, the capacity of which is checked;
- источника воды высокого давления (от 4 до 30 кгс/см2) с манометром;- source of high pressure water (from 4 to 30 kgf/cm2) with a manometer;
- мерной емкости.- measured capacity.
Реле ОВЕН было запрограммировано в программе OwenLogic.The OWEN relay was programmed in the OwenLogic software.
На испытания представлены электромагнитные клапаны КЭО 03/250/650/111 с заводскими номерами: 01, 02, 03, 04, 05, 06 вместе с комплектом сменных жиклеров, обеспечивающих диаметр проходного сечения клапана в 2,0 мм и 1,4 мм. Без жиклера диаметр проходного сечения клапана равен 2,8 мм.Solenoid valves KEO 03/250/650/111 with serial numbers: 01, 02, 03, 04, 05, 06 are presented for testing along with a set of replaceable jets that provide a diameter of the valve flow section of 2.0 mm and 1.4 mm. Without a jet, the valve bore diameter is 2.8 mm.
Целью испытаний явилось экспериментальное определение коэффициентов пропускной способности клапанов (Kv) и сравнение их с паспортными значениями.The purpose of the tests was to experimentally determine the coefficients of valve capacity (Kv) and compare them with passport values.
Испытания проводились проливным методом, при этом задавалось время открытия клапана, фиксировались перепад давления на клапане, равный входному давлению на клапане, (т.к. слив осуществлялся при атмосферном давлении) и объем воды, пролитый через клапан. Для повышения точности определения коэффициентов пропускной способности, для каждого типа проходного сечения клапана определялась поправка, учитывающая время открытия клапана и время стабилизации давления перед клапаном. При определении поправки экспериментально установлено, что время стабилизации давления перед клапаном, включая время открытия клапана, не превышает 4 с для всех проходных сечений, поэтому поправочный объем воды, пролитой через клапан, определялся за 4 с. Время открытия клапана при проливе задавалось равным 15 с.The tests were carried out by the pouring method, while the valve opening time was set, the pressure drop across the valve was recorded, equal to the inlet pressure on the valve (because the drain was carried out at atmospheric pressure) and the volume of water spilled through the valve. To improve the accuracy of determining the throughput coefficients, for each type of valve flow area, a correction was determined that takes into account the valve opening time and the time for pressure stabilization in front of the valve. When determining the correction, it was experimentally established that the time of pressure stabilization in front of the valve, including the valve opening time, does not exceed 4 s for all flow sections, therefore, the correction volume of water spilled through the valve was determined in 4 s. The valve opening time during spillage was set equal to 15 s.
Результаты испытаний с проходным сечением клапана 2,8 мм представлены в таблице 1:The results of tests with a valve flow area of 2.8 mm are presented in table 1:
Результаты испытаний клапана №1806276006 с проходным сечением 2,0 мм представлены в таблице 2:The test results of the valve No. 1806276006 with a flow area of 2.0 mm are presented in table 2:
Определение фактической пропускной способности электромагнитного клапана в составе блока дозирования ингибитора позволяет эффективно решать задачи дозирования ингибитора в газоносные скважины с целью устранения гидратообразования (ведущего к снижению пропускной способности трубопровода) за счет более точного расчета подачи метанола в скважину, не допуская его перерасхода. Кроме того, периодическая проверка дозирующих клапанов может использоваться для определения степени их износа, чтобы своевременно корректировать алгоритмы системы подачи ингибитора в скважины. Предлагаемый способ можно использовать при проведении входного контроля блоков дозирования ингибитора с целью выявления изделий с заводским браком и несоответствия техническим характеристикам завода-изготовителя.Determination of the actual throughput of the electromagnetic valve as part of the inhibitor dosing unit makes it possible to effectively solve the problems of dosing the inhibitor into gas-bearing wells in order to eliminate hydrate formation (leading to a decrease in the throughput of the pipeline) due to a more accurate calculation of the methanol supply to the well, preventing its overrun. In addition, periodic checks of metering valves can be used to determine the degree of their wear in order to timely correct the algorithms of the inhibitor supply system to the wells. The proposed method can be used when conducting input control of inhibitor dosing units in order to identify products with factory defects and non-compliance with the manufacturer's technical specifications.
Claims (9)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790955C1 true RU2790955C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1293514A1 (en) * | 1983-12-21 | 1987-02-28 | Особое Конструкторское Бюро Биологической И Медицинской Кибернетики | Device for testing valves |
SU1756770A1 (en) * | 1988-07-15 | 1992-08-23 | Предприятие П/Я А-7114 | Method for measuring flow coefficient of valve-and-seat pair |
WO2002025391A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Fugasity Corporation | Fluid flow controller and method of operation |
CN104656015B (en) * | 2015-02-03 | 2017-12-22 | 中国航天空气动力技术研究院 | The desk-top test equipment of magnetic valve performance parameter |
RU2671612C1 (en) * | 2017-11-16 | 2018-11-02 | Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" | Method for determining the flow rate coefficient of the safety valve |
RU2721453C2 (en) * | 2014-12-15 | 2020-05-19 | Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи | Discrete valve flow rate converter |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1293514A1 (en) * | 1983-12-21 | 1987-02-28 | Особое Конструкторское Бюро Биологической И Медицинской Кибернетики | Device for testing valves |
SU1756770A1 (en) * | 1988-07-15 | 1992-08-23 | Предприятие П/Я А-7114 | Method for measuring flow coefficient of valve-and-seat pair |
WO2002025391A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Fugasity Corporation | Fluid flow controller and method of operation |
RU2721453C2 (en) * | 2014-12-15 | 2020-05-19 | Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи | Discrete valve flow rate converter |
CN104656015B (en) * | 2015-02-03 | 2017-12-22 | 中国航天空气动力技术研究院 | The desk-top test equipment of magnetic valve performance parameter |
RU2671612C1 (en) * | 2017-11-16 | 2018-11-02 | Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" | Method for determining the flow rate coefficient of the safety valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS63196819A (en) | Mass flowmeter device | |
CN102183284B (en) | Liquid flow standard calibration device | |
KR20130031260A (en) | Calibration method and flow-rate measurement method for flow-rate controller of gas supplying apparatus | |
WO2020147338A1 (en) | Device for simulating long cores connected in parallel for multi-layer commingled production of low-permeability gas reservoir | |
CN106643989B (en) | Density calibration system and method for mass flowmeter | |
TWI494554B (en) | Method and device for differential pressure measurement | |
CN109781779B (en) | Method and device suitable for measuring specific constant pressure heat capacity of dissolved gas fluid | |
CN105223128A (en) | The power station flowing accelerated corrosion simulated experiment piping installation of electrochemical measurement mode | |
CN203083670U (en) | System for calibrating scale division volume of measurement neck of third-class metal meter by mass density method | |
US4406152A (en) | Method and apparatus for calibrating a railroad tank car | |
RU2790955C1 (en) | Method for determining capacity of electromagnetic valve | |
CN202057396U (en) | Standard liquid flow calibration device | |
CN101672683B (en) | Method for online calibrating perforated plate-type steam flow measurement system | |
CN210689730U (en) | Flow testing device | |
CN112924001A (en) | Variable medium positive pressure method gas flow standard device | |
CN210376077U (en) | Full-automatic pH value adjusting device for salt spray test | |
CN105067155A (en) | Flow test device pressure and flow velocity double closed loop control system | |
CN210664688U (en) | Automatic calibration device for standard metal measuring device | |
CN208383646U (en) | A kind of solution density on-line measuring device | |
CN216484381U (en) | Hydrogen storage bottle test water injection system | |
KR100931877B1 (en) | Hydrogen storage performance evaluation device using volume method and its control method | |
CN215448881U (en) | Long-term water conservancy diversion ability tester | |
CN108152169A (en) | A kind of grain kinematic viscosity self-operated measuring unit and measuring method | |
CN207456537U (en) | A kind of device for being precisely controlled feed liquor metering | |
CN214372829U (en) | Variable medium positive pressure method gas flow standard device |