【摘要】
大口径调节阀具有控制精度高,流量大等特点,广泛应用于长输油、天然气管道的站场调节等工况。本文 以国内某场站大口径阀的设计为例,利用现代设计手段,通过CFD(计算流体力学)软件模拟,拟合了流量特性曲 线,优化阀门内部流道结构,降低阀体本身的流阻系数,提高了流通能力。
【正文试读】0 引言
随着社会的发展,对能源的需求增加很快,再加上西 气东输等工程的实施,长距离管道输送得到大量应用。长 输管道是指将石油(天然气)从其开发区(油气田)输送到 石油天然气加工企业、铁路、河运和海运装油 ( 气 ) 点及输 送泵 ( 分输 ) 站的干线管道,或将石油天然气从泵站、压气 站、配气站输送至城镇消费区油库、储气库(罐)的干线管 道,一般口径都在 200mm 以上。长输管道由线路和站场两 部分构成。站场内主要对介质收集、储存、计量、加压等, 本文主要就站场内大口径调节阀的设计加以阐述。
1 阀门设计
本文选用国内某站场数据进行设计,主要参数见表1。
1.1 阀内流道设计
调节阀流道设计是很重要的,直接影响产品的流通能 力。本文采用 CFD 仿真实验的方法,利用三维建模软件对 DN600 型套筒调节阀流道进行了三维设计,得到阀门流通区域的三维模型;再以连续性方程、Reynolds 应力平均法 简化的三维瞬态 N-S 方程、能量守恒方程组成 CFD 仿真分 析的的控制方程,并用有限体积法对控制方程进行离散 [1]; 然后根据《GB/T 17213.2-2005:1998 工业过程控制阀》中的 相关规定,同时参考实际提供的工况数据,设定适当的边 界条件,得到阀门内部流体流动仿真分析模型;最后利用 流体分析软件进行数值求解和优化,得到合适的内部流路。 其设计流程如图 1 所示。