CN101858810B - 在线测定调节阀压降比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在线测定调节阀压降比的方法，步骤如下：(1)根据调节阀工作流量特性函数式，以开度为h₀的点为基准点得到调节阀在不同压降比下的新的标准工作流量特性关系，所述h₀满足0＜h₀＜1.0；(2)在调节阀运行时，从调节阀相对行程内选取一测试点h，测试点h满足0＜h＜1.0且h≠h₀，获取与基准点和测试点对应的流量，并进一步得到测试点的工作流量特性函数值；(3)在新的标准工作流量特性关系中，以与测试点的相对行程和测试点的工作流量特性函数值的交点最接近的工作流量特性关系为目标工作流量特性关系，该目标工作流量特性关系所对应的压降比即为该调节阀的实际压降比。

Description

在线测定调节阀压降比的方法

技术领域

本发明涉及调节阀压降比ΔP_R值在线获得的一种方法。

背景技术

由调节阀的相关专业知识所知，在不同的压降比ΔP_R下，调节阀的流量特性是不同的。图1、图2分别示出了两种调节阀在常见的几种ΔP_R下运行的常规流量特性曲线(即工作流量特性曲线)，该工作流量特性如下式(1)所示：

$F\left(h\right)=\frac{Q_h}{Q_{1.0}}=f\left(h\right)\sqrt{\frac{1}{(1-\mathrm{\Δ}{P}_R)f^2\left(h\right)+\mathrm{\Δ}{P}_R}}---\left(1\right)$

式中：Q_h——对应调节阀相对行程为h时的流量；

Q_1.0——对应调节阀全开时的流量；

f(h)——调节阀固有流量特性；

F(h)——调节阀工作流量特性；

h——调节阀相对行程，又称开度；

其中，l表示调节阀行程，L表示调节阀全行程。

由图1、图2可知，对每一种在运行中的调节阀，ΔP_R值决定了其实际的工作流量特性。在线性控制***中，制定控制器的静态控制算法，调节阀的工作流量特性是重要的影响因素之一。这样，获取实际的调节阀压降比ΔP_R值十分重要。然而，按调节阀压降比ΔP_R值定义：

$\mathrm{\Δ}{P}_R=\frac{\mathrm{\Δ}{P}_V\min }{\mathrm{\Δ}{P}_V\max }---\left(2\right)$

ΔP_v min、ΔP_V max：分别为阀全开、全关时的阀上压降(即***压降)。

由式(2)可知，目前ΔP_R值在运行***中是不可获取的，进而调节阀的工作流量特性不能确定。而现实在自控设计时，调节阀的工作流量特性是由工艺分配给调节阀上的许可压降，作预估的压降比ΔP_R后获得。并依据这个预估特性，按工艺过程***优化安全运行的目标，设计控制器的控制策略。实际告诉：这种预估(或经验)的ΔP_R值与真实的ΔP_R值是不符的，有时相差甚远。自然，由此得到的控制效果就达不到设计目标。如何在线获取调节阀压降比ΔP_R的实际值，而不需调节阀作全开、全关就能得到，这是有价值的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线测定调节阀压降比的方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：在线测定调节阀压降比的方法主要包括如下步骤：

(1)根据调节阀工作流量特性函数式，以开度为h₀的点为基准点得到调节阀在不同压降比下的新的标准工作流量特性关系，所述h₀满足0＜h₀＜1.0；

(2)在调节阀运行时，从调节阀的相对行程内选取一测试点h，所述测试点的开度h满足0＜h＜1.0且h≠h₀，获取与所述基准点和测试点对应的流量，并进一步得到所述测试点的工作流量特性函数值；

(3)在所述新的标准工作流量特性关系中，以与所述测试点的相对行程和测试点的工作流量特性函数值的交点最接近的工作流量特性关系为目标工作流量特性关系，该目标工作流量特性关系所对应的压降比即为该调节阀的实际压降比。

进一步地，本发明所述测试点的开度h同时满足h＞h₀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)在获取调节阀运行的实际压降比ΔP_R时避免了：①调节阀在线作全开、全关时会对流程工艺***所造成的不良影响；②特地安装调节阀前后压力装置的麻烦，方便利用流程工艺***普遍具有的流量检测装置。(2)所获得的调节阀压降比ΔP_R是真实值，可正确作出该调节阀运行的压降比ΔP_R是否合理的判断(如ΔP_R太大，则节流损耗大，能源消耗大，安全性差……)；有利调整控制策略，获取更佳控制效果。

附图说明

图1是线性调节阀在常见的几种ΔP_R下的常规工作流量特性曲线；

图2是等百分比调节阀在常见的几种ΔP_R下的常规工作流量特性曲线；

图3是与表1对应的标准工作流量特性曲线簇图；

图4是与表2对应的标准工作流量特性曲线簇图；

图5是某一炼油厂催化裂化稳定吸收***的工艺流程简图。

具体实施方式

对于一个流程工艺过程的控制***而言，调节阀的压降比ΔP_R值是唯一的，但它是未知的。它与流程工艺过程的管路等阻力件有关，很难通过计算正确得到；同时，又不允许在运行过程使调节阀作全开、全关来测试得到，通常采取经验预估ΔP_R值。其预估ΔP_R值与实际的ΔP_R值一般很难相符，有时相差甚远。显然用预估的ΔP_R值确定F(h)特性(即调节阀工作流量特性函数值)而作出的控制策略，效果就必然受到影响。

针对上述情况，本发明采用以非全开时的相对行程h₀为基准点，该基准点满足0＜h₀＜1.0，并在调节阀全行程范围内根据公式

来标定调节阀的流量特性，得到常见的几种ΔP_R下以数值表示的F(h)的新的工作流量特性关系，例如如表1或表2所示。进一步地，根据表1或表2对常见的几种不同ΔP_R下作出F(h)的新的工作流量特性关系曲线簇作为新的标准曲线簇图，例如如图3、图4所示。这样，在工艺流程***不允许调节阀作全开、全关操作，而它的相对行程(又称“开度”)可以作短暂时间的增大或减小变动时，调节阀就可以在运行中获得非全开全关的二个(或二个以上)开度的流量Q_h，其中一个开度为基准点h₀，其他为所选择的测试点的开度，各测试点h的开度应满足以下条件：0＜h＜1.0且h≠h₀。并以h₀为基准，得到工作流量特性函数值

在新的标准曲线簇图中，根据这一F(h)值与相应的h值的交点找到与该交点最接近的曲线，与该交点最接近的曲线所对应的ΔP_R值即为相应调节阀的压降比ΔP_R值。这样，调节阀可以无需作全开全关的动作，就确定了调节阀压降比ΔP_R值。为便于说明本发明方法，以是现行常见使用的二种调节阀线性调节阀和等百分比调节阀为例，选取基准点h₀＝0.4，根据公式

可得到在不同ΔP_R值时如表1(适用于线性调节阀)或表2(适用于等百分比调节阀)所示新的标准工作流量特性数据，图3、图4是对应表1、表2数据的新的标准曲线簇图。

针对使用现行的线性调节阀和等百分比调节阀，为了获取在运行过程中调节阀的ΔP_R值，本发明可根据当前调节阀的实际运行开度(例如h＝0.5)测知其流量值Q_h，再调整调节阀开度至基准点h₀＝0.4，测知其流量值Q_0.4，根据

得到F(h)的值。在图3(适用于线性调节阀)或图4(适用于等百分比调节阀)中找到最靠近该F(h)值与对应的h值的交点的曲线，则该该F(h)值与对应的h值的交点的曲线标明的ΔP_R值即为本调节阀运行的ΔP_R真实值，由此该调节阀的ΔP_R的实际值就确定了。

需要说明的是，为便于在如图3或图4所示的标准曲线簇图中找到调节阀的ΔP_R所对应的曲线，最好满足h＞h₀。进一步地，如能使h与h₀的差值大于0.1，则便于快速找准调节阀的ΔP_R所对应的曲线。

表1：线性调节阀在不同ΔP_R下，以h₀＝0.4为基准点的部分工作流量特性关系函数值

表2：等百分比调节阀在不同ΔP_R下，以h₀＝0.4为基准点的部分工作流量特性关系函数值

实施例：

图5是某一炼油厂催化裂化稳定吸收***的工艺流程简图。该稳定吸收***主要包括容器1、冷却器2、稳定塔3、再沸器4、调节阀5、吸收塔6、解吸塔7、分离塔8和泵9。其中，吸收剂流量控制***的调节阀5为口径D_n65的线性调节阀。泵9的出口与塔系有压力指示；吸收剂从泵9的出口至进入吸收塔6之间的流路有管路、单向阀、截止阀、弯头等阻力部件；而调节阀5的前、后压力无指示，流量有指示记录，故确定该调节阀5的压降比ΔP_R值无法通过测定调节阀前、后压力来标定。而该吸收剂流量控制***的流量测量设备齐全，调节阀5的开启度可以作适当的变动，故可采用本发明来在线获得该调节阀5的压降比ΔP_R的实际值。现场测得：Q_0.4、Q_0.75分别为0.57m³/h、0.88m³/h，则

在图3中，h＝0.75与其对应的F(h)＝1.56的交点正好落在ΔP_R值为0.5的曲线上，则调节阀5的压降比ΔP_R＝0.5。

需要说明的是，由于本发明的新的标准工作流量特性关系是由公式

计算得到，因此该新的标准工作流量特性关系是正确无误的。

Claims (2)

1.一种在线测定调节阀压降比的方法，其特征是包括如下步骤：

(1)根据调节阀工作流量特性函数式，以开度为h₀的点为基准点得到调节阀在不同压降比下的新的标准工作流量特性关系，所述h₀满足0＜h₀＜1.0；

(2)在调节阀运行时，从调节阀的相对行程内选取一开度为h的测试点，所述测试点的开度h满足0＜h＜1.0且h≠h₀，获取与所述基准点和测试点对应的流量，并以h₀为基准进一步得到所述测试点的工作流量特性函数值；

(3)在所述新的标准工作流量特性关系中，以与所述测试点的相对行程和测试点的工作流量特性函数值的交点最接近的工作流量特性关系为目标工作流量特性关系，该目标工作流量特性关系所对应的压降比即为该调节阀的实际压降比。

2.根据权利要求1所述的在线测定调节阀压降比的方法，其特征是：在所述步骤(2)中，所述测试点的开度h同时满足h＞h₀。

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