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控制阀在石油炼化加氢装置上的实际应用分析

编辑: 得锐自动化发表时间:2019-07-30 09:38:44浏览量:658

石油炼化行业加氢装置用高压控制阀的研发项目来源于市场需求。随着我国对油品利用率的提高以及环保法规对涉及硫、重金属和多环芳烃等污染的收紧,加氢在炼油业中已成为一个更多被采用的流程,通过在加热的催化剂床中与氢气的选择性反应将重质原料转化成较轻组分,同时除去具有污染性质的杂质成分,具有良好的经济效应,是炼油和化工企业最重要、...


      行业背景


      石油炼化行业加氢装置用高压控制阀的研发项目来源于市场需求。随着我国对油品利用率的提高以及环保法规对涉及硫、重金属和多环芳烃等污染的收紧,加氢在炼油业中已成为一个更多被采用的流程,通过在加热的催化剂床中与氢气的选择性反应将重质原料转化成较轻组分,同时除去具有污染性质的杂质成分,具有良好的经济效应,是炼油和化工企业最重要、最可靠、最灵活和最有效的加工手段之一。


 

目前,在我国已建成多套加氢装置,而高压加氢装置中的控制阀工作性能的好坏直接影响着装置的安全运行,从我国引进高压加氢工艺开始,这些关键控制阀及技术被国外厂家所垄断,国内控制阀生产厂家在加氢装置用关键控制阀领域的研究、应用业绩非常少,尤其在渣油加氢装置上,国内还没有替代进口的记录。为了实现我国重大装备国产化目标,拓宽企业产品应用领域,将加氢装置用高压控制阀国产化,替代国外进口产品,降低用户生产成本,加氢装置关键控制阀“以国代进”势在必行。

 

石油炼化控制阀

OMAL石油石化专用控制阀

应用工况
 

加氢装置关键控制阀运行工况极为严苛,尤其以热高压分离器(HHPS )液位控制阀最具代表性,该控制阀的作用是保持分离器中的油品液位,确保油和各种气体产品的分离效果,防止液位过高导致的热高分油带入冷高分,导致冷高分界位无法控制,造成油水混合事故;或者液位过低导致热高分气窜入热低分,导致热低分安全阀起跳事故。由于热高分油介质中夹带的气体和催化剂颗粒,控制阀面临着诸多挑战:由于闪蒸和夹杂在油品介质中的气体释放,引起的控制阀震动及闪蒸气蚀破坏;介质中含有酸性腐蚀性介质,对控制阀产生腐蚀破坏;所含催化剂颗粒等固体杂质对控制阀产生冲刷及磨损;同时控制阀关闭时面临着较高的关闭压差,如果泄漏量过大,会对控制阀造成严重损坏;反应器流出物含有杂质颗粒,易结焦结渣,控制阀会发生堵塞现象等。国内某20万吨重油轻质化项目热高分液位控制阀LV31301使用工况为:阀前压力15.85MPa (G),阀后压力1.2MPa,操作温度390°C,最大流量30584Kg/h,关闭压力17.4MPa,介质为含固体颗粒及少量H2S的热高分油,经计算最大Cv=3.6,控制阀流量特性为等百分比,所选控制阀额定Cv=8.2。该工位控制阀一般都是以进口控制阀为主,国内控制阀企业很难获国产化机会。

 


      串式多级减压控制阀的设计



      针对以上重油轻质化项目加氢装置参数,选用得锐自动化的串式多级减压控制阀2"CL 2500额定Cv=8.2%,阀体材质A182 F347,阀内件采用Inconel718。该重油轻质化项目经过一 年多运行,该工位控制阀运行稳定,对热高压分离器液位控制精确,满足用户使用要求。A串式多级减压控制阀能够平稳、精确地调节具有高压力降的液体和气体介质,它完全能够消除传统单座阀在高压差工况调节时所带来的空化、气蚀、震动以及高噪音的影响。这种控制阀的设计是基于我企业在轴向减压结构方面历经数十年的设计及经验总结,可以满足用户装置调节所需的线性及等百分比流量特性的要求,因此串式多级减压控制阀具有极好的综合性能。



进口OMAL石油炼化专用控制阀

 

串式多级减压控制阀的阀芯采用高阻抗轴向防空化的多级降压结构,介质是按照平行于阀芯和阀芯套的轴向方向流动,阀芯上设计有特殊凹口,与阀芯套配合使用可构成多个减压结构,减压结构可以不断改变介质流向并形成介质流动时的对冲,因此能够达到良好的减压效果,更为重要的是所有减压结构均不会暴露于全压差工况下,而是由每一级减压结构分担总压降。在介质流动的过程中,会设计-些具有 相同减压能力的结构控制气蚀的产生,然后在最后一级进行空间扩展,以降低介质空化的可能性,这种结构的设计是为了限制每一级的压力降,控制介质的流速,大大降低了高压差介质对阀芯和套筒的损坏程度,所以控制阀在严酷工况下具有较长的使用寿命,可满足各类装置的长周期运行要求。无论控制的介质是单相的还是多相的,即使是含有细小杂质颗粒的,都具有非常好的调节性能及抗冲刷性能。与其他控制阀的多级结构和低噪音结构设计相比,完全可以克服严重的堵塞问题,即使是很小的Cv需求,也可以提供特殊的解决方案。

 

串式多级减压控制阀扩展应用


串式多级减压控制阀不但可以用于加氢装置中热(冷)高压分离器液位控制、原料油泵出口再循环控制、贫胺液增压泵循环控制、酸性水进闪蒸罐液位控制、富胺液液位控制、新氢/循环氢压力控制等关键位置;也可用于电力行业中锅炉给水泵再循环控制、减温喷水调节控制、锅炉排污调节控制、锅炉给水调节控制、省煤器旁路控制等,以及在油田、采气田、海洋钻井平台等领域。


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2019-07-30 658人浏览
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