[发明专利]一种角式液控阀气液固多相流高温冲蚀磨损试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种角式液控阀气液固多相流高温冲蚀磨损试验装置及其试验方法，特点是包括用于提供整个试验装置的气源并对压缩空气进行加热，同时用于控制供气量的高温供气系统；用于提供整个试验装置的油源并对油液进行加热，同时用于控制供油量高温供油系统；用于颗粒的进料、颗粒与高温压缩空气的混合，以及高温气‑固两相流和高温油液的混合固体颗粒进料及混合系统；用于开展被试液控阀的高温气‑液‑固多相流冲蚀磨损试验研究，并模拟阀芯的运动过程，实现动态测试的液控阀试验系统和用于气相、液相和固相的分离以及回收的气‑液‑固分离及回收系统；优点是温度、流量以及开度连续可调。

技术领域

本发明涉及一种液控阀高温冲蚀磨损试验装置，尤其涉及一种角式液控阀气液固多相流高温冲蚀磨损试验装置及其试验方法。

背景技术

角式液控阀广泛应用于石油炼制、煤炭加工、化工等流程性行业。在液控阀的运行过程中，来自于设备系统外部和内部的固体颗粒会进入油液，不仅会污染油液，也会导致冲蚀磨损，造成液控阀阀内件损伤、性能下降和寿命缩短等一系列问题，进而影响整个设备系统的稳定性。尤其是在高温条件工况下，对于输送气-液两相流的液控阀，其阀内流场更加复杂。此时，若油液中存在固体颗粒，则会形成气-液-固三相流，进一步加剧冲蚀磨损。同时，为有效调节液控阀出口的流体流量，在运行过程中，液控阀的开度会进行实时调整，阀门的开度会进一步影响阀内冲蚀磨损的区域和强度。因此，针对高温条件下液控阀的气-液-固冲蚀磨损规律仍有待于进一步研究和探索。

现有的气-液-固高温冲蚀磨损试验装置，主要存在以下缺陷：1）冲蚀磨损的对象主要是针对不同形状规格的试块，针对阀门整机进行设计开发的试验装置较少；2）高温冲蚀磨损试验装置的设备能耗较大，需要安装大功率的加热和冷却设备；3）只能针对固定冲击角度的试块或者固定开度的阀门开展冲蚀磨损试验，无法在试验过程中连续调整阀门的开度；因此，还难以测试在阀门开度动态变化过程中的气-液-固三相流高温冲蚀磨损规律，对建立相应的计算模型和预测方法造成了很大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种温度、流量以及开度连续可调的角式液控阀气液固多相流高温冲蚀磨损试验装置及其试验方法

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种角式液控阀气液固多相流高温冲蚀磨损试验装置，包括高温供气系统、高温供油系统、固体颗粒进料及混合系统、液控阀试验系统和气-液-固分离及回收系统；

所述的高温供气系统用于提供整个试验装置的气源并对压缩空气进行加热，同时用于控制供气量，所述的高温供气系统与所述的固体颗粒进料及混合系统连接；

所述的高温供油系统用于提供整个试验装置的油源并对油液进行加热，同时用于控制供油量，所述的高温供油系统与所述的固体颗粒进料及混合系统连接；

所述的固体颗粒进料及混合系统用于颗粒的进料、颗粒与高温压缩空气的混合，以及高温气-固两相流和高温油液的混合，所述的固体颗粒进料及混合系统与所述的液控阀试验系统连接；

所述的液控阀试验系统用于开展被试液控阀的高温气-液-固多相流冲蚀磨损试验研究，并模拟阀芯的运动过程实现动态测试，所述的液控阀试验系统与所述的气-液-固分离及回收系统连接；

所述的气-液-固分离及回收系统用于气相、液相和固相的分离以及回收。

所述的高温供气系统包括空气压缩机、进气阀、高温储气罐、过滤器、空气加热器、单向阀和大口径气体流量控制阀，所述的空气压缩机、所述的进气阀、所述的高温储气罐和所述的大口径气体流量控制阀依次相连，所述的过滤器依次通过所述的空气加热器和所述的单向阀与所述的高温储气罐的底部进气口连接。

所述的高温供油系统包括油箱、变量泵、液体流量计、液体加热器（19）、液体流量控制阀和截止阀；所述的油箱、所述的变量泵、所述的液体流量计、所述的液体加热器和所述的液体流量控制阀依次连接，所述的液体加热器通过截止阀与所述的油箱的上部进口连接。