초크 밸브 특히 석유 및 가스 부문 내에서 수많은 산업 응용 분야의 기본 구성 요소입니다. 그들의 주요 기능은 단순하면서도 중요하지만 유량선에서 유량과 하류 압력을 제어하기 위해 의도적 인 제한을 만듭니다.
핵심 원칙 : 제한은 제어를 만듭니다
Choke Valve는 유체 역학의 기본 원리로 작동합니다. 제한에 걸쳐 압력 강하를 만듭니다. 유체 (액체, 가스 또는 혼합물)가 파이프 라인을 통해 흐르면 수축을 통과함에 따라 압력이 감소합니다. 초크 밸브는 정확하게 제어되고 종종 조절 가능한 수축 지점을 제공하도록 설계되었습니다.
-
수축 생성 : 초크 밸브 본체 내부에서 특정 구성 요소는 유량 영역을 감소시킵니다. 이 구성 요소는 초크 유형에 따라 다릅니다.
- 고정 초크 : 고정 직경의 구멍이있는 정확하게 가공 된 오리피스 플레이트 또는 콩을 사용하십시오. 오리피스의 크기는 제한 정도를 결정합니다.
- 조절 가능한 초크 : 움직일 수있는 요소를 사용하여 제한을 변경하십시오. 일반적인 디자인에는 다음이 포함됩니다.
- 바늘과 좌석 : 테이퍼링 된 바늘은 일치하는 시트에 대해 선형으로 움직여 환형 흐름 영역을 변경합니다.
- 케이지와 플러그 : 천공 된 케이지는 원통형 또는 테이퍼 플러그를 둘러싸고 있습니다. 플러그를 이동하면 케이지 구멍을 통해 개방 흐름 영역을 조정합니다.
- 로타리 디스크/슬라이딩 슬리브 : 회전 또는 슬라이딩 구성 요소는 플로우 경로의 단면을 변경하기 위해 포트를 정렬하거나 잘못 정렬합니다.
-
압력 강하 생성 : 이 제한된 개구부를 통해 유체가 강제되면서, 베르누이의 원리에 따라 그 수축 내에서 속도가 크게 증가합니다. 유체가 더 큰 하류 파이프 직경으로 다시 제한을 빠져 나가면 속도가 감소합니다. 이 빠른 가속도에 이어 감속이 발생하면 에너지가 소산되어 상류 압력에 비해 초크 하류의 압력이 크게 상실됩니다. 이 압력 차이 (Δp = p_upstream -p_downstream)가 의도적 인 결과입니다.
-
흐름 및 압력 제어 : 제한의 크기를 변경하거나 (조정 가능한 초크에서) 특정 고정 오리피스 크기를 선택함으로써 연산자는 직접 제어합니다.
- 유량 : 포인 된 업스트림 압력 및 유체 특성의 경우, 더 작은 제한은 시스템을 통해 더 낮은 유속을 초래합니다.
- 하류 압력 : 더 작은 제한은 압력 강하가 클수록 하류 압력을 크게 낮 춥니 다. 반대로, 더 큰 제한은 더 작은 압력 강하를 만들어 하류 압력이 높아집니다.
기능을 활성화하는 주요 구성 요소 :
- 몸: 주요 압력 함유 용기.
- 요소 제한 : 핵심 구성 요소는 흐름 수축 (바늘, 플러그, 케이지, 오리피스 콩)을 생성합니다.
- 액추에이터 (조정 가능한 초크 용) : 제한 요소를 배치하는 메커니즘 (수동 핸드 휠, 유압 피스톤, 전기 모터, 공압 액추에이터).
- 좌석 : 정밀 모반 표면은 밸브가 닫히거나 최소 흐름 설정에서 단단한 씰을 보장하여 누출을 방지합니다.
- 손질: 흐름 스트림과 침식에 노출 된 내부 습식 부품 (시트, 플러그, 케이지, 소매). 종종 텅스텐 카바이드와 같은 강화 된 재료로 만들어졌습니다.
중요한 응용 프로그램 :
- 웰 헤드 제어 (오일 및 가스) : 하류 장비를 높은 웰 헤드 압력으로부터 보호하고, 형성 손상을 방지 (모래 생산) 및 생산 속도를 관리하기 위해 저수지로부터의 흐름을 조절합니다.
- 분리 프로세스 : 효율적인 가스/액체/오일 분리를위한 최적의 작동 압력을 유지하기 위해 분리기 또는 트레이터에 입구 압력을 제어합니다.
- 잘 테스트 : 저수지 특성을 측정하기 위해 테스트 기간 동안 흐름을 정확하게 제어합니다.
- 주입 시스템 : 물, 가스 또는 화학 물질의 유속 조절 우물 또는 공정에 주입됩니다.
- 압력 완화 : 더 민감한 장비에 도달하기 전에 높은 상류 압력을 줄이기 위해 첫 번째 방어선 역할을합니다.
- 프로세스 규정 : 다양한 정제, 화학적 처리 및 발전 응용 분야의 흐름 및 압력 관리.
침식 흐름 처리 : 초크에 대한 중대한 도전은 침식 유체 (모래, 제안 또는 고속 가스 포함)를 취급하는 것입니다. 제한 지점의 고속도는 트림 구성 요소의 빠른 마모를 유발할 수 있습니다. 따라서 심한 서비스를 위해 설계된 초크 밸브는 종종 다음을 통합합니다.
- 강화 트림 : 텅스텐 카바이드 또는 기타 침식 내성 합금.
- 효율적인 흐름 경로 : 가능한 경우 난기류와 직접적인 충돌을 최소화합니다.
- 교체 가능한 구성 요소 : 쉽게 서비스 가능한 트림 부품.
초크 밸브는 까다로운 산업 환경에서 유체 역학을 관리하기위한 필수적인 도구입니다. 유량선에서 정확하게 제어 된 제한을 생성함으로써, 유량과 하류 압력을 효과적으로 조절하기 위해 압력 강하 원리를 활용합니다. 고정 된 오리피스 또는 조절 식 트림을 통해 강화 된 디자인 (종종 침식과 싸우기 위해 경화 된 재료를 통합하는 강력한 디자인)이든, 석유 및 가스 생산에서 복잡한 가공 공장에 이르기까지 안전, 공정 효율성 및 장비 보호에있어 신뢰할 수있는 성능을 제공합니다.
