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调节阀试验时调节阀泄漏量的确定 张波永鑫建设工程公司现代大型化工装置建设中都要用到调节阀，在调节阀安装之前，施工单位必须对其进行单体 试验，其中泄漏量试验越来越被建设方看重。那 么试验中每 1 台调节阀的泄漏量是如何确定的 呢? 下面 将 结 合 气动调节阀标准 GB / T 42132008 举例说明调节阀泄漏量的计算。1 计算公式泄漏量试验的试验程序有 2 种: 采 用 试 验 程序 1，试验介质压力应为 0 35 MPa，当阀的允许压 差小于 0 35 MPa 时，用设计规定的允许压差; 采 用试验程序 2，试验介质压力应 为阀的最大工作 压差。2 种 试 验 程 序 所用的介质均为清洁气体 ( 空气和氮 气) 或 水。不同等级阀门泄漏量的计 1算公式见表 1 和表 2。表 1不同等级阀门泄漏量计算公式泄漏等级试验介质试验程序最大阀座泄漏量I 由用户与制造厂商定5 10 3 阀额定容量10 3 阀额定容量10 4 阀额定容量L 或 GL 或 G LG LG L G111 或 21l 或 2121 S15 10 6 阀额定容量1 8 10 7 p D3 10 3 p ( 表 2 对应的泄漏量)V注: p 为阀的允许压差，kPa; D 为阀座直径，mm。 对于可压缩流体，阀额定容量为体积流量时，是指在绝对压力 101 325 kPa 和绝对温度 273 K 的标准状态下的测定值。表 2 VI 级阀门泄漏量表正比的情况下通过内推法取得。以上公式可以看出，除 VI 级 阀 门 外，其 他 等 级调节阀的泄漏量均与阀的额定容量有关。以下给出了新修订的 GB / T 4213气动调节阀标准中所引入的阀额定容量计算公式。新标准中阀额定 容量计算公式与修订前的有两点不同: 一是应用 条件判别式不同; 二是阀的额定容量计算公式不 同2。泄漏量阀座直径 / mm泄漏量值 / mLmin 1每分钟气泡数 / 个25405065801001502002503003500 150 300 450 600 901 704 006 7511 116 021 612346112745( 1)介质为液体当p F2l ( p1 FF pv ) ，阀额定容量 Ql =p0 1KV槡p / p0 400 28 4 注: 每分钟气泡数是 在 外 径 6 mm、壁 厚 l mm 的 管 子垂直浸 入 水 下 5 10 mm 深度的条件下测量 所 得，所 用 管子的管端表面应光滑并无倒角和毛刺。 如果阀座直径与表 2 所列值之一相差 2 mm 以上， 则泄漏率系数可在假设泄漏率系数与阀座直径的平方成当pF2l ( p1 FF pv ) ，阀额定容量 Ql =1 /20 1Fl KV ( p1 FF pv ) / ( p / p0 ) ( 2) 介质为气体当 X FY XT 时，阀 额 定 容 量 Qg= 0 28162012 年第 4 期川化( X) 1 /2 YK算。p1 V当 X FY XT 时，阀 额 定 容 量 Qg( 1)当采用试验程序 1，用水作试验介质，阀= 0 191 /2前绝对 压 力 p1 = 450 kPa，取 试 验 压 差 p = 350kPa 时( XT )p1 KV式中 Ql 液体流量，m3/ h;2 ( p F p ) = 0 92 ( 450 条件判别式 Fl3Qg 标准状态下的气体流量，mKV 额定流量系数;/ h;1F v0 96 2 34) = 362 6 kPa由于 p = 350 362 6 kPa，为 非 阻 塞 流 状Fl 无附接管件控制阀的液体压力恢复系数，无量 纲 ( Fl 值 在 GB / T 1721 3 2 中 可 查 到 典型值) ;FF 液体临界压力比系数( 规定温度范 围内水的 FF = 0 96) ，无量纲;pv 入口温度下液体、蒸汽的绝对压力， ( 规定温度范围内水的 Pv = 2 34 kPa) ，kPa;X压差与入口绝对压力之比 ( p /p1 ) ，无量纲;Y膨胀系数，Y = l X / ( 3XT ) ，( 当 X FY XT 时，Y 取值 0 667) ，无量纲;FY 比热比系数( 规定温度范围内空气 的 FY = 1) ，无量纲;XT 阻塞流条件下无附 接 管 件 控 制 阀 的压差比系数，无量纲;p1 阀前绝对压力，kPa;p2 阀后绝对压力，kPa;p阀前后的压差，kPa; t试验介质温度，取 20 ; / 0 相对密 度 ( 规定温度范围内水的 / 0 = 1) 。1 /2况，按公式 Ql = 0 1KVp / ( / 0 ) 计算得1 /23Ql = 0 1 40 ( 350 /1)= 75 m / h( 2)当采用试验程序 2，用水作试验介质，阀前 绝 对 压 力 p1 = 1 1 0 0 kPa ，取 试 验 压 差 p =1 000 kPa( 用户确定的最大工作压差) 时2 ( p F p ) = 0 92 ( 1100 条件判别式 Fl1F v0 96 2 34) = 889 2 kPa由于 p = 1 000 889 2 kPa，为阻塞流状况，1 /2按公式 Ql = 0 1 Fl KV ( p1 FF pv ) / ( / 0 ) 计算得Ql = 0 1 0 9 40 ( 1100 0 96 2 34) /1 /231 = 119 m / h( 3)当采用试验程序 1，用空气作试验介质，阀前绝 对 压 力 p1 = 450 kPa，取 试 验 压 差 p350 kPa 时= 0 72;条件判别式 FY XT = 1 0 72X = p / p1 = 350 /450 = 0 78X = 0 78 0 72，为阻塞流状况，流量按公式1 /2Qg = 0 19( XT )p1 KV 计算得1 /23Qg = 0 19 ( 0 72) 450 40 = 2901 m / h( 4) 当采用试验程序 2，用空气作试验介质， 阀 前 绝 对 压 力 p1 = 1 1 0 0 kPa ，取 试 验 压 差 p =1 000 kPa 时2计算步骤下面举例详细说明如何使用应用条件判别式和阀额定容量计算公式正确计算试验条件下的阀额定容量。条件判别式 F X= 1 0 72 = 0 72YTX = p / p= 1000 /1100 = 0 9112 1试验条件温度: ( 20 2)X = 0 91 0 72，也为阻塞流状况，流量按公 ;= 0 19( X ) 1 /2 p K式 QV 计算得gT1相对湿度: 60% 70% ;大气压力: 100 kPa;试验介质: 5 40 的清洁水或空气。2 2根据条件判别式进行相应计算Q = 0 19 ( 0 72 ) 1 /2 1100 40 = 7094gm3 / h2 3根据阀额定容量确定调节阀的泄漏量不同介质用以上不同试验程序计算出阀额定容量后，对应所选定的泄漏量等级即可确定调节 阀在确定试验条件下的泄漏量。以选定的泄漏量等级为级( 下转第 19 页)设定试 验 对 象 为 单 座 阀，PN16 ( 1 6MPa ) ，DN = 50 mm，KV = 40，查表得 XT = 0 72，Fl = 0 9，试验介质流向为流开，试验时，阀后为排空( 通大气) 。分别采用试验程序 1 和试验程序 2 进行计2012 年第 4 期19川化下降了 84 kW，节电率 25% ) 。其中 MP901B 没有达到 我们将其运行功率降到 235 kW 的 改 造 目 标。通过继续查找原因我们发现，是因为 泵 的 出 水位置引起的，由于系统采用并联运行的方式，使 MP901B 大约有 10% 的电耗用于克服 MP901C 出 水压力做功而浪费掉了。4 2效 益改造后，MP901B 功率降低了 65 kW，按年运 行 330 d 计 算，年 可 节 电 514 800 kW h，按 照2011 年电价 0 582 8 元 / kW h 计算，年可节约 电费约 30 万元。改造后，MP901C 功率降低了 84 kW，按 照 年 运 行 330 d 计 算，年 可 节 电 665 280 kWh，按照 2011 年电价 0 582 8 / kW h 计算， 年可节约电 费 约 39 万 元。2 台水泵改造后年可 节约电费共计约 69 万元。进 行 了 改 造。 同 时 对 改 造 后 的MP901B和MP901C 并联运行情况进行了测试，结果显示，实测 出 水 压 力 在 0 5 MPa 左 右 ，流量均值保持在 3 000 m3 / h。4改造效果及效益4 1 改造效果( 1)从 表 1 与 表 2 的数据比较我们可 以 看出，改造后循环水泵的日耗电量有了较大幅度的降低。( 2) 将改 造 前 ( 2010 年 612 月) 与 改 造 后 ( 2011 年 612 月) MP901B、MP901C 的运行情况 进行了统计与比较，结果见表 3。表 3 循环水泵改造前、后运行效果对比改造后项 目改造前 MP901 B MP901 C 功率 / kW3152502315结 论通过对 MP901B、MP901C 循环水泵进行节能电流 / A流量 / m3 h 1出水压力 / MPa37 725 624 81 5201 5701 570改造，使硫酸装置吨酸电耗从原来的 95 kW h降到现在的 90 kWh，降低了生产成本，增强了 硫酸产品的市场竞争力。0 50 60 5数 据 我 们 发 现，改 造 后 MP901B、从 表 3MP901C 的出水 压 力 满 足 设 计 压 力，流 量 能 满 足生产需要，运行功率较改造前有了非常明显的下 降( MP901B 下降了 65 kW，节电率 20% ; MP901C( 收稿日期 2012 08 16)檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪通过以上计算我们可以知道，1 个 调 节 阀 在不同试验条件下其泄漏量是不同的，我们在试验 时通过量杯收集泄漏的水或排水集气收集泄漏的 气体量，并将其同计算的量进行比较，就可以确定1 个阀门的泄漏量是否符合规范了。参考文献1 SH / T 35212007 石油化工仪表工程施工技术规程S2 GB / T 42132008 气动调节阀标准S( 上接第 16 页)( 10 4 阀额定容量) 为例。( 1)试验介质为水上述试 验 程 序 1 时的泄漏量值