機械研究與應用·2012年第2期(總第118期)設計與制造天然氣排液閥的設計方瑞紅!,羅展宏!,賈德強2(1.甘肅紅峰機械有限責任公司,甘肅平涼744000;2,甘肅省機械科學研究院,甘肅蘭州730030)摘要:針對石化行業(yè)特殊工況用節(jié)能產品天然氣排液閥的要求,重點介紹了該閾的結構和工作原理,通過分析臨界開啟狀態(tài)下力平衡方程和閥座孔直徑、主閥芯理論開啟高度計算得到的蛄果,得出天然氣排液閥關鍵零件閥座孔、控制架內腔尺寸,滿足主要技術參數(shù),神量達到設計要求的結論。關鍵調:天然氣排液閥;結構;閥座孔直徑;主閥芯理論開啟高度中圖分類號:TH34文獻標識碼:A文拿編號:1007-4414(2012)02-0127-02Design research of natural gas liquid trapFang Rui-hong, Luo Zhan-hong, Jia De-qiang(l. Cansu Hongfeng machinery Co., Ltd, Pingliang Gansu 744000, China2. Gansu academy of mechanical science, Lanzhou Cansu 730030 ChinaAbstract: Based on the application of energy-saving product under special condition of petroleum industry, the constructionperating principle of natural gas liquid trap are mainly introduced in this paper. Through the analysis of the foree equilib-rium equations in critical opening state and the calculation of the diameter of the valve seat hole and theoretical the valve lift ofmain core, the valve seat hole and the dimensions of chamber of holder we got can satisfy the main technical parameters andthe discharge capacity can meet the designing requirement of the calculation.Key words: natural gas liquid trap; structure; valve seat holder diameter; main valve theoretical lift1概述體、平衡雙閥座、均壓管、增力杠桿、浮球組件、桿架、排液閥在石油化工、冶金、紡織等行業(yè)中要求自導向機構過濾網隔離板等組成,如圖1所示。排液動分離任何比重差大于0.3的除蒸汽凝結水之外的閥的浮球通過增力杠桿在導向機構限位下拉動平衡氣液兩相介質并有利于液相介質的回收利用,在天雙閥座,增力杠桿的右端用銷軸與桿架鉸鏈連接,桿然氣與沉積液、石油液化氣與游離水、其它氣體與液架的上端用螺紋連接在浮球組件上。通過浮球組件體等方面得到廣泛的應用。排液閥要求及時排除液上的螺母可調節(jié)浮球在上殼體內的高低位置,使平衡相介質,無氣相介質泄漏的自力式控制類閥門可達到雙閥座水封液面更高,確保氣相介質零泄漏目的。但如果排液閥失效、性能不好或使用不當,將造成閃蒸罐持續(xù)髙液位,液體會進入火炬,火炬會像噴泉一樣噴出大量的液體,污染環(huán)境浪費資源。目1.下亮體2平雙閥3控制4增力杠桿前常用的排液閥有杠桿浮球式排液閥和雙導向排液5.導向機構6上亮體閥等7浮球組件8過濾網筆者主要討論一種關閥壓力平衡穩(wěn)定性和可靠.均壓管10.軒架性好體積小排量大高水位、零泄漏的杠桿浮球式平衡雙閥座排液閥的工作原理和主要參數(shù)的計算天然氣排液閥1天然氣排液閥結構示意圖2.1性能及結構(1)性能天然氣排液閥吸收了杠桿浮球式排2.2工作原理液閥和雙導向排液閥的優(yōu)點,使結構更加完善性能()關閉狀態(tài)開始運行時,浮球組件、平衡雙更加優(yōu)良。具有排量大、體積小、工作壓力調整范圍閥座和增力杠桿等零件的重力繞其杠桿轉動支點轉大且氣相介質零泄漏等優(yōu)點。動,由于浮球組件沒有受到液相介質的浮力,浮球組(2)結構天然氣排液閥主要由上殼體、下殼件下沉,關閉平衡雙閥座切斷液相介質排出通道管收稿日期:2012-03-11作者簡介:方瑞紅(1968-),女,甘肅平涼人,工程師,主要從事惻開發(fā)及設計研究工作。設計與制造2012年第2期(總第118期)·機械研究與應用道內的空氣或不凝結氣體及氣相介質可通過均壓管到的凈浮力為流入總管,閥門處于關閉狀態(tài)。Q=Fr-G=(2)轉入開啟狀態(tài)液相介質在閥內開始聚集T(D-d)y隨著大量液相和氣相介質通過過濾網、隔離板迅速流M(D'Y'-2Dy+ 2Dir)(3)入閥內下殼體,在殼體內兩相介質自動分離,氣相介質通過均壓管流入總管,當液面上升到一定高度時,介質作用在閥座上的壓力Q1為:浮球組件所受浮力大于浮球和增力杠桿等重力時上ltD升,通過增力杠桿在導向機構限位下打開平衡雙閥座液相介質通過閥座排出閥門處于排量排水狀態(tài)。式中:p為凝結水壓力,MPao(3)轉入關閉狀態(tài)殼體里的積液排出后,浮球因此,當閥座處于臨界開啟狀態(tài)時,對閥進行受組件失去浮力下降,這時增力杠桿通過桿架、導向機力分析(見圖2),力平衡方程。Qn=Q1m(5)構帶動閥芯關閉閥座孔,閥門轉入關閉狀態(tài)。當Qn>Q1m時閥門開啟。2.3分析若考慮計算杠桿重量,則上式為:10使用平衡雙閥座杠桿浮球排液閥,可通過增加排4 pm+G,k(6)水孔的流通面積而獲得大的排水量,同時由于在關閉由式(6)解得閥座孔直徑d為:狀態(tài)上、下兩閥座所受壓力的方向相反,互相抵消,減少了開啟力。浮球始終處于高液位狀態(tài),平衡雙閥座/4(Oon-G1)處一直保持較多水封,保證了氣相介質零泄漏。3.2閥芯理論開啟高度計算3設計計算通過計算閥芯理3.1閥座孔直徑d的計算論開啟高度,可以確排液閥處于臨界開啟狀態(tài)的示意圖如圖2所定控制架內腔的大示。1為浮球2為平衡雙閥座;O為杠桿轉動支點;小,使閥芯在控制架Q為浮球的靜浮力kg;G1為杠桿重量,kg;n為浮球內的開度合理,達到中心至轉動支點O的距離cm;k為杠桿重心至轉動設計需要的排量,如圖3閥芯理論開啟高度支點O的距離,cm;Q1為介質作用在閥座上的壓力,圖3所示。圖中Hnkg;m為閥座至轉動支點O的距離,cm;D為浮球直為閥芯錐面的垂直開啟高度mm;H2為閥芯理論開徑啟高度,mm;D為閥座的流通直徑,mm;c為閥芯錐面角度,(°)。從圖3中可以得到HHz(mm)(8)式中:H2為閥芯錐面的垂直開啟高度圖2排液閥處于臨界開啟狀態(tài)TDTDr)-4丌AH(mm)假定,當浮球有一半侵入水中后浮球組件開始上aTCos升,這時作用在球上的浮力為,如圖2示所示。式中:a為閥芯錐面角度,(°;Dr為閥座的流通直F(1)徑,mm;Ar為主閥流通面積,mm2式中:F為浮球的浮力kg;D為浮球的外徑,cm;yA2=685.7q叫1(9)為凝結水密度其中;為流量系數(shù)數(shù)值,如表1所示。浮球的質量為:表1流量系效G=&(D-D)y水蒸汽式中:G為浮球質量,kg;D1為浮球內徑,m;y為浮0.6球材料的密度kg/cm3?？紤]到浮球的質量G,則受下轉第132頁)128設計與制造2012年第2期(總第18期)·機械研究與應用6結語版社,1996通過對復雜地層地震勘探鉆孔施工中遇到的諸[4]張永勤劉郟陳修星復雜地層鉆進技術的研究與應用J多問題進行分析,研制出適合我國山地、丘陵、戈壁探礦工程,2001(增刊):159-165[5]馮德強.鉆機設計M]武漢:中國地質大學出版社,1993灘、森林及沙漠地區(qū)鉆探用的一系列地震勘探鉆機;[6]張祖培.勘樑孔空氣鉆機[M].地質出版杜,1988鉆機具有體積小,重量輕,自動化程度高等特點,結合[7趙年佟杰新盧秀春.現(xiàn)代設計力法[M].北京:機械工業(yè)出其配套的機具和合理工藝方法,在施工中大大的提高版社,199%6了鉆進效率解決了在地震勘探中的諸多技術難題,8]張陽春國內外石油鉆采設備技術水平分析[M]北京:地質出節(jié)約了成本滿足了復雜地區(qū)鉆探的需求,為進一步[9]李雙喜地質技術裝備叢書(第二卷:掘機械設備)[M.北改進和完善地震勘探鉆機的性能奠定了基礎。京:地質出版社,199510]姜繼海,宋錦春,高常識液壓與氣壓傳動[M].北京:高等教參考文獻育出版社,2001[1]劉廣志中國鉆探科學技術史[M]北京地質出版社,1998[1】]黃錫愷鄭文緯.機被原理[M]北京:人民教育出版社,199[2]何樵登應用地球物理教程[M]北京:地質出版社,198512]劉維信機械最優(yōu)化設計[M]北京:機械工業(yè)出版社,1994[3]楊寶俊勘探地震學資料解釋的基礎與應用[M].北京:地質出上接第128頁)P為進口壓力MPa;qm為介質流量。把式(9)(10)代人式(8)中得到閥芯理論開啟蒸汽質量流量高度。9.=X10"DN w/4u(kg/s)4結論水和空氣質量流量:天然氣排液閥,氣相介質和液相介質分離可靠,qn=T×10°DNg/4(kg/s)沒有空氣或不凝結氣體氣鎖,無氣相介質泄漏,能按式中:DN為公稱通經,mm;為蒸汽的比體積,m3液相介質負荷成比例地連續(xù)排放,耐久性好、背壓率kg")ip為介質的密度kg/m321。a為介質的流動速高可達90%。由于此類閥是全自動連續(xù)排放,有液度,m/s,如表2所示。體自動排放、無液體自動關閉,沉積液排放率100%動作可靠性高,運行中無氣相介質泄漏。滿足大容表2介質的流動速度量、高參數(shù)的工業(yè)工況需求,節(jié)能效果顯著。介質壓力流動速度介質壓力流動速度/MPa/MPa w(m/參考文獻:液體3低壓蒸汽≤1.620-40低壓氣體≤0.82~10中壓蒸汽25-6.4401]楊源泉閥門設計手冊[M]北京:機械工業(yè)出版社,1992.中壓氣體>0.810-20高壓蒸汽≥1060-80[2]陸培文實用閥門設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007信息·重型商用車燃料消耗量限值7月1日起實施關于實重型商用車輛燃料消耗量管理的通知》(以下簡稱《通知》)規(guī)定,自2012年2月1日起,在《車輛生產企業(yè)及產品公告》(以下簡稱《公告》)管理中,對重型商用車輛產品(不包括專用作業(yè)類、全輪驅動類產品)實施然料消耗量管理。此前不久,《重型商用車輛然料消耗量限值(第一階段)》已經正式發(fā)布,并將于今年7月1日正式實施。這意味著,工信部、交通運輸部對重型商用車燃耗的雙重管理時代正式到來。盡管通知)將備受關注和爭議的重型車燃耗雙重管理處理得很人性化,但是擺在企業(yè)面前的一個無可爭議的事實是,工信部、交通運輸部的雙重管理將給企業(yè)帶來沉重負擔。·本刊輯·