Ausgasung in Regelventilen verstehen
Ausgasung ist ein schwerwiegendes Betriebsphänomen, bei dem gelöstes Gas in einer Prozessflüssigkeit bei sinkendem Druck freigesetzt wird. Die Prozessflüssigkeit tritt als Flüssigkeit in das Regelventil ein und verlässt das Regelventil als Flüssigkeit und Gas. Diese Zweiphasenströmung erzeugt übermäßiges Gas und verursacht in der Regel zwei Arten von Schäden: Kavitation und Erosion. Es können auch übermäßige Vibrationen und Geräusche auftreten.
Prinzipien der Ausgasung
Identifizierung
Ausgasung ist eines von mehreren schwerwiegenden Betriebsphänomenen, die in Raffinerien, petrochemischen Anlagen sowie Öl- und Gasanwendungen auftreten, in denen Regelventile zum Einsatz kommen. Die Fähigkeit, eine Ausgasungsanwendung zu identifizieren, ist wichtig, da diese ganz anders behandelt wird als jede andere Anwendung.
Das Ausgasen findet in vielen Kombinationen von Flüssigkeiten und Gasen statt. Wie können Sie also feststellen, ob bei Ihrer Anwendung möglicherweise ein Ausgasproblem besteht? Nachfolgend sind einige gute Anzeichen für eine Ausgasung aufgeführt:
- Anwendungsanzeige – Das Regelventil bietet eine Flüssigkeits-Füllstandsregelung für einen Phasentrennungsprozess. Die Messstellenkennzeichnung kann eine LC, LCV oder manchmal auch LV aufweisen, um zu repräsentieren, dass es sich um ein Füllstandsregelventil handelt.
- Molekulargewichte – Die Ausgasung kann in einem Regelventil auftreten, wenn die aus dem Ventil austretende Flüssigkeit und das Gas unterschiedliche Molekulargewichte haben.
Schadenspotenzial
Die Ausgasung kann aufgrund des plötzlich steigenden Durchflussvolumens zu Problemen in einem Regelventil führen. Wenn das Gas aus der Lösung austritt, hat es ein viel größeres Volumen als die Flüssigkeit. Die Durchflussfläche des Regelventils muss größer sein, da sonst die Durchflussgeschwindigkeit zunimmt.
Ein Bereich mit eingeschränktem Durchfluss kann einen Strom von Flüssigkeitströpfchen mit hoher Geschwindigkeit erzeugen, die jede Oberfläche, auf die sie auftreffen, erodieren können. Die Tröpfchen können zu einer starken Erosion der Innenflächen des Regelventils und seiner Innengarnitur führen.
Ein weiteres Problem ist das Potenzial für hohe Vibrationspegel. Wenn der Ausgasungsanteil einer Flüssigkeit hoch ist, setzt die Freisetzung von Energie das Regelventil und die Rohrleitungen folgenden Belastungen aus:
Dimensionieren und Auswählen von Regelventilen
Bei Ausgasungsanwendungen sind besondere Auslegungs- und Auswahlpraktiken für Industriearmaturen notwendig, um sicherzustellen, dass der Kapazitätsbedarf, das Schwingungsrisiko und die Erosionsprobleme adressiert werden. Die Auswahl falscher Regelventile für Entgasungsanwendungen kann zu Durchflussbeschränkungen, erhöhtem Wartungsaufwand und unnötigen Stillständen führen.
Produktionsprozesse mit komplexen Fluiden, die gelöste Gase enthalten, erschweren die Dimensionierung des Regelventils, da die Gleichungen auf reinen Fluiden basieren. Die Standardanwendung von ANSI/ISA S75.01, IEC 60534-2-1 oder anderen proprietären Berechnungsformeln für die Dimensionierung von Füllstandsregelventilen berücksichtigt die Ausgasung nicht genau.
Um einen Cv zu erhalten, der weder zu klein noch zu groß ist, wenden Sie sich bitte an eine Emerson-Vertriebsbüro.
Dimensionierungsmethode für Zweiphasen-Durchflusshalterung
Emerson verwendet eine proprietäre „Bracketing“-Methode zur Dimensionierung von Regelventilen für Entgasungsanwendungen. Es berücksichtigt die Menge des Dampfgehalts am Auslass des Regelventils und schätzt den Auslaufbereich, der für die volumetrische Ausdehnung am Auslass des Regelventils erforderlich ist.
