调节阀在天然气净化厂的应用
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调节阀在天然气净化厂的应用
作者：杜小芸
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第10期
摘 要：在天然气处理装置的生产过程中，调节阀起着重要作用。它接受DCS系统发出的控制信号，自动调节阀门开度，将被调参数控制在设定范围内，从而实现天然气处理装置自动化。本文主要介绍了天然气净化厂调节阀的选型及应用，根据具体的工艺控制要求确定不同的方案，确保整套处理装置的平稳运行。
关键词：调节阀；放空；选型
1 概述
为满足天然气净化厂工艺过程的需求，实现对压力、液位、温度、流量、液位等的控制，调节阀的作用不可忽视。本文以延长气田天然气净化厂为例，介绍调节阀的具体应用。
2 调节阀的分类应用
调节阀按其控制形式可分为调节型和调节切断型，本文以单座阀阀体结构为例进行介绍。
2.1 单座调节阀（调节型）
具有调节型的调节阀通过接受控制单元（数字调节器、PLC和DCS）输出的信号，可以在0～100%范围内任意调节阀门开度，从而改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数，起到连续平滑的调节作用。
直通单座调节阀的阀体内只有一个阀芯和一个阀座。特点是泄漏量小，易于保证密封。另一个特点是介质对阀芯的作用力大，即不平衡力大，特别是在高压差、大口径的情况下更为严重，所以仅适用于低压差的场合。否则应适当选择推力大的执行机构，或配以阀门定位器。
2.1.1 笼式单座调节阀
笼式单座阀是一种高性能的单座调节阀，坚固的套筒保护阀体不受闪蒸和空化的破坏，阀结构紧凑，有呈S流线型的通道，使其压降损失小，流量大，可调范围广，阀芯导向面积大，抗振性好。阀门的关闭是借助于流体压力、弹簧反作用力和气缸推力，具有抵抗非常高的流体压差的关断推力，使阀门关闭的更加严密。
阀芯和阀座固定笼设计有标准型和严酷工况型（消除气蚀式，降噪式等），具有更长的使用寿命，更高的抗气蚀和降噪音性能，只需更换阀座固定笼就可适用于不同工况的需要。 龙源期刊网
2.1.2 单座调节阀（调节型）应用
在延长气田天然气净化厂中，单座调节阀应用广泛。
对于小流量、小口径的工况，为了实现精确调节，选用小流量调节阀，具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、阀容量大、流量特性精确、拆装方便等特点。
对于中等流量、大口径、低压差的工况，选用平衡笼式单座调节阀。
对于小流量、小口径、大压差的工况，选用低噪音单座调节阀。
对于中等流量、大口径、大压差的工况，选用多级降压单座调节阀。
2.2 单座调节阀（调节切断型）
调节切断阀即两位阀，两位阀是一种最简单的调节阀，它只有开和关两种状态，通过不断控制阀门的开关位置，达到控制流量、液位、温度和压力的目的。用在工艺要求不高的场合，一般只带有电磁阀和阀位开关。
在延长气田天然气净化厂中，根据原料气分离器液位去控制分离器污水出口排污阀开关，根据湿净化气分离器液位去控制MDEA富液出口阀开关，均是小流量、小口径阀，选用直通单座两位阀。
3 外输调压系统中调节阀控制方案
3.1 控制方案
净化厂处理完的天然气外输至首站需要经过调压，为了确保外输不超压，采取泄压调节、分段调压的方案。具体流程如下：
当PIT-50401压力值在5.05～5.25MPa之间时，PIT-50401控制并调节PV-50403开度，压力设定值为5.15MPa，当压力继续升高至5.45MPa时，PIT-50401控制并打开调节阀PV-50402泄放，当压力升高至5.65MPa时高报警，当压力降至5.15MPa时关闭PV-50402。
3.2 放空调节阀的选型
放空调节阀口径大（DN200），前后压差大（5.5MPa），所以选用了双作用气缸式三级降压调节阀，很好的控制流经阀内件的流体流速，故可大幅度降低噪音。由于该调节阀的为FC阀，无弹簧的活塞式执行机构为了满足这一要求，需要配备储气罐，确保在气源故障时，调节阀仍可以正常打开和关闭一次[1]。 龙源期刊网
3.3 放空调节阀的应用
净化厂处理的干气外输给下游管输首站，由于下游的压力是不可预见的，当下游进站阀门由于某种原因关闭，势必会使净化厂出站压力持续增加，此时可先调节放空调节阀的开度，缓慢泄压，待压力降至设定范围内时，再调节主管线上调节阀，使外输压力降至设定值。
4 结束语
净化厂投产后不久，就因为下游ESDV阀关闭，出站管线一直憋压，通过放空调节阀缓慢降压，预期的时间内达到了目标值。
参考文献：
[1]范咏峰，陈争荣.调节阀在石油化工装置紧急泄压中的应用[J].石油化工自动化，2011（4）：21.
