1.调节阀汽蚀诊断方法,包括:
步骤1.通过预置在管路上的传感器测量待测调节阀管路系统的管路信号,具体包括:
11.预置在待测调节阀上游侧的压力传感器采集调节阀阀前压力信号P1;
12.预置在待测调节阀下游侧的压力传感器采集调节阀阀后压力信号P2;
13.预置在管路中的流体流量变送器采集通过待测调节阀的流体流量信号Q;
步骤2.对所述管路信号进行采集和保存,所述的信号采集的具体步骤包括:
步骤21:通过汽蚀诊断软件系统给调节阀设定一个开度,同时保持调节阀前截止阀全开,调节阀后截止阀开到接近全关的开度,调节泄压回路,使调节阀阀前压力达到合适的压力值,此时调节阀运行在一个相对较低的压差条件下。在这种情况下运行一段时间,并采集如上所述的调节阀阀前压力P1,调节阀阀后压力P2和流体流量Q;
步骤22:保持当前的调节阀开度不变,调节阀前截止阀和泄压回路同样一直保持不变,逐渐增大调节阀后截止阀开度,调节阀压差增大,在压差增大的过程中,保持在每一个压差值下稳定运行一段时间,并采集如上所述的调节阀阀前压力P1,调节阀阀后压力P2和流体流量Q;
步骤23:保持当前的调节阀开度不变,调节阀前截止阀和泄压回路同样一直保持不变,调节阀后截止阀开度为全开,此时,调节阀压差达到当前运行条件下的最大值,稳定运行一段时间,并采集如上所述的调节阀阀前压力P1,调节阀阀后压力P2和流体流量Q;
步骤24:通过汽蚀诊断软件系统改变调节阀开度,重新执行步骤21~23;
步骤3.采集的数据保存在汽蚀诊断软件系统中,进行数据处理,具体是:
对所述管路信号通过以下公式进行处理,得到调节阀在某一开度下的流量系数Kv和对应条件下的管道流体雷诺数Re;调节阀流量系数Kv通过 计算得到,其中N1为常数,取0.1,ρ/ρ0为相对密度,5-40摄氏度的水的密度取为1;雷诺数Re通过 计算得到,其中ρ为介质密度,v为流体速度,通过公式 计算得到,d为圆形管道的当量直径,μ为流体粘性系数;
步骤4.根据所述调节阀流量系数和流体雷诺数,绘制流体雷诺数和流量系数关系曲线图;
步骤5.根据所述的流体雷诺数和调节阀流量系数关系曲线图,对待测调节阀进行汽蚀评估:调节阀处于正常运行情况下,在某一开度的流量系数Kv为一稳定值,随着流体雷诺数Re增大,流量系数Kv出现明显减小趋势的点可判定为汽蚀开始发生的点,Kv值减小值越大,汽蚀情况越严重。
2.如权利要求1所述的调节阀汽蚀诊断方法,其特征在于:在上述的步骤3数据处理过程中,参与计算的调节阀阀前压力P1,调节阀阀后压力P2和流体流量Q取一定时间内的平均值。
3.一种应用如权利要求1所述的调节阀汽蚀诊断方法的试验系统,其特征在于,包括由多级离心泵(1)、泄压回路(2)、待测调节阀(5)、待测调节阀前截止阀(3)、待测调节阀后截止阀(8)相互连接组成的调节阀测试管路系统,其中多级离心泵(1)的出口与待测调节阀前截止阀(3)和泄压回路(2)连接,待测调节阀(5)上游侧连接待测调节阀前截止阀(3),待测调节阀(5)下游侧连接待测调节阀后截止阀(8);
待测调节阀(5)的管路上游侧安装有上游侧压力传感器(6)和流体流量变送器(4),待测调节阀(5)的管路下游侧安装有下游侧压力传感器(7),流体流量变送器(4)的输出端、调节阀上游侧压力传感器(6)的输出端和调节阀下游侧压力传感器(7)的输出端均连到信号采集与发送装置(9);
信号采集与发送装置(9)为National Instruments公司的数据采集系统,它的第一输出端连接待测调节阀(5),信号采集与发送装置(9)与汽蚀诊断软件系统(10)通过以太网双向通讯;信号采集与发送装置(9)接受来自汽蚀诊断软件系统(10)的数据采集命令,信号采集与发送装置(9)根据接受到的数据采集命令接收上述传感器采集的信号,并将采集的信号发送回汽蚀诊断软件系统。汽蚀诊断软件系统(10)将待测调节阀需要到达的阀位信号发送到信号采集与发送装置(9),信号采集与发送装置(9)根据获得的阀位信号发送4-20mA的控制信号到待测调节阀,实现控制待测调节阀的开度大小。
汽蚀诊断软件系统(10)是基于LABVIEW编写的汽蚀诊断软件,包括数据采集命令发送模块(10-1),输出数据采集命令给信号采集与发送装置(9);
调节阀阀位控制信号设置模块(10-2),将设定的待测调节阀阀位信号发送给信号采集与发送装置(9);
数据保存模块(10-3)的输入端连接信号采集与发送装置(9),保存上述传感器采集的数据;数据处理分析模块(10-4)的输入端连接数据保存模块(10-3),数据处理分析模块(10-4)根据保存的数据进行上述的数据处理过程。
数据处理分析模块(10-4)的输出端连接数据处理显示模块(10-5),数据处理显示模块(10-5)用于显示数据处理结果。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于:调节阀测试管路系统中,泄压回路(2)调节调节阀前截止阀(3)的上游侧压力;
待测调节阀(5)为带有智能定位器的流体节流设备;
待测调节阀前截止阀(3)和待测调节阀后截止阀(8)为流体节流设备,分别调节待测调节阀(5)的阀前压力和阀后压力。
5.如权利要求3所述的系统,其特征在于:上述调节阀上游侧压力传感器(6)、调节阀下游侧压力传感器(7)和流体流量变送器(4)在管路中的安装位置严格按照国标GB/T
17213.9-2005规范执行。