尹景全 裴魯豫（中石化管道儲運公司聊城輸油處， 山東 聊城 252000）

淺析密閉輸油泄壓裝置的應(yīng)用

尹景全 裴魯豫
（中石化管道儲運公司聊城輸油處， 山東 聊城 252000）

水擊泄壓閥是密閉輸油管道在運行中發(fā)生意外超壓的重要自動保護(hù)裝置，本文介紹了水擊形成的原因、過程及其危害，水擊的保護(hù)方法，密閉輸油水擊泄壓閥及其各自工作原理和優(yōu)缺點的分析，現(xiàn)今為止在長輸密閉輸油管道中應(yīng)用最廣泛的水擊泄壓閥的種類，以及在儀長線無為輸油站上的實際應(yīng)用。

密閉輸油；保護(hù)裝置；水擊；泄壓閥；應(yīng)用

在長距離密閉輸油的運行中，水擊現(xiàn)象對長輸管道的危害巨大，因非正常停泵、誤關(guān)閥門及混油界面經(jīng)過泵時經(jīng)常會引發(fā)水擊現(xiàn)象。為避免因管道局部超壓引起管線破裂、設(shè)備損壞等事故，需要有效、快速地消除這種危害。因此，水擊保護(hù)成為長輸密閉輸油關(guān)鍵性的工藝技術(shù)之一。本文在常用的水擊保護(hù)方法中主要講述了水擊泄壓閥的泄壓保護(hù)。著重分析了泄壓閥的工作原理、類型和優(yōu)缺點，再結(jié)合實際生產(chǎn)情況作出綜合分析。

1 管道水擊保護(hù)

（1）水擊 由于某種原因引起管內(nèi)液體流速發(fā)生急劇變化引起的管內(nèi)壓力大幅度波動的現(xiàn)象。

（2）水擊的產(chǎn)生 輸油管道的密閉輸油流程使管道全線成為一個水力系統(tǒng)，管道沿線某一點的流動參數(shù)變化會在管內(nèi)產(chǎn)生瞬變壓力脈動。該壓力脈動從擾動點沿管道上下游傳播，即引起管道的瞬變流動，它所引起的壓力波動稱為水擊。水擊發(fā)生時，聲音猶如錘子敲擊管壁，故水擊也叫水錘。

（3）水擊保護(hù)方法 ①超前保護(hù)；②安裝調(diào)節(jié)閥；③增設(shè)泄壓閥進(jìn)行水擊泄放保護(hù)；④在循環(huán)泵前、后的管路之間安裝止回閥的旁通管；⑤可適當(dāng)增設(shè)緩閉單向閥；⑥在較長管道中設(shè)置調(diào)壓室；⑦在管路中按規(guī)定安裝排氣閥；⑧適當(dāng)加大管徑；⑨增強(qiáng)管道管壁強(qiáng)度。

其中，進(jìn)行水擊泄放保護(hù)的泄壓系統(tǒng)自動保護(hù)裝置是本文研究的對象。泄壓系統(tǒng)自動保護(hù)裝置由三部分組成：泄壓閥、泄壓罐和連接管道。文中將圍繞水擊泄壓閥的原理、分類、優(yōu)缺點、應(yīng)用及維護(hù)保養(yǎng)來深入分析說明密閉輸油中的自動保護(hù)裝置。

2 水擊泄壓閥

（1）水擊泄壓閥的原理 水擊泄壓閥的保護(hù)自成體系，其主要工作原理是當(dāng)輸油管線因某種原因產(chǎn)生瞬時水擊波時，管道內(nèi)壓力超過泄壓閥預(yù)先的動作設(shè)定壓力值，泄壓閥通過某種方式自動開啟，在超壓點把部分甚至全部液體泄放到儲油罐中，以減輕瞬間壓力波動，此時泄流管路的流量開關(guān)將檢測的泄放流量信號傳給站控系統(tǒng)顯示報警。當(dāng)管道內(nèi)壓力低于泄壓閥泄放動作設(shè)定值時，水擊泄壓閥自動關(guān)閉，報警消除。水擊泄壓閥避免了因管道局部超壓引起管線破裂、設(shè)備損壞等事故，是保護(hù)管道安全的重要設(shè)備。

（2）各種水擊泄壓閥的優(yōu)缺點分析 從水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)性能上分析優(yōu)缺點：①自力式泄壓閥：比如彈簧直接式泄壓閥和定值器分離式泄壓閥這兩種直接式泄壓閥都屬于自力式泄壓閥，它們的控制取源于泄壓閥自身，不需要外部控制信號，控制環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快且無測壓管路堵塞問題。氮氣式泄壓閥適用于易燃易爆工作環(huán)境，工作適應(yīng)性強(qiáng)；不考慮介質(zhì)物性，適用范圍廣。缺點是彈簧直接式泄壓閥控制精確度較低、回差較大、定值穩(wěn)定性較差；定值器分離式泄壓閥需另配氣源和定值器，結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，泄壓值設(shè)定受溫度影響不穩(wěn)，造成微超不泄或偷泄不止，氮氣瓶需要定期更換，氮氣利用率低，浪費能源。其中膠囊式泄壓閥容易老化劃傷。所以自力式泄壓閥具有局限性，多用于控制精確度要求不高的場合。②它力式泄壓閥：它的控制取源為外部的儀表監(jiān)控裝置，儀表監(jiān)控裝置進(jìn)行壓力檢測且控制信號輸出，然后通過換向閥實現(xiàn)泄壓閥的自動控制，由于目前儀表監(jiān)控裝置的精確度和可靠性都很高，因此它力式泄壓閥在控制精確度、回差、定值穩(wěn)定性、調(diào)試以及遠(yuǎn)方監(jiān)控性能都具有顯著的優(yōu)點。缺點是多環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)組成相對復(fù)雜，儀表裝置和電磁換向閥需要穩(wěn)定電源。

3 水擊泄壓閥的應(yīng)用前景

（1）應(yīng)用較廣的泄壓閥類型 目前為止，輸油管道應(yīng)用較廣的泄壓閥有三種，即先導(dǎo)式泄壓閥、氮氣膠囊式泄壓閥和氮氣軸流式泄壓閥，其壓力泄放效果都能滿足管道的要求。儀長線普遍應(yīng)用的是最后一種，具體型號為DANIEL氮氣式水擊泄壓閥。

（2）無為輸油站DANIEL氮氣式水擊泄壓閥 DANIEL氮氣式水擊泄壓閥的原理是通過氮氣供應(yīng)系統(tǒng)在活塞腔內(nèi)的氮氣壓力和彈簧壓力的共同作用下，使活塞和密封圈緊密貼合，使原油封閉在上游管段內(nèi)。當(dāng)上游管線因為某種原因產(chǎn)生水擊使原油出站壓力大于高壓設(shè)定值，也就是氮氣壓力和彈簧壓力之和時，活塞向后運動并擠壓氮氣，泄壓閥打開使原油通過閥腔、泄壓管道最終流入泄壓罐。當(dāng)水擊消失時，原油壓力降至設(shè)定壓力以下，活塞在氮氣壓力和彈簧力的作用下緊壓密封圈，泄壓閥關(guān)閉。DANIEL氮氣式水擊泄壓閥為自力式泄壓閥中定值器分離式的氮氣軸流式的一種，具有適用范圍廣，防燃防爆，壓力調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點。而且在氮氣控制柜中安裝有壓力變送器，將壓力值轉(zhuǎn)換為電信號并傳送至站控SCADA系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、報警，大大提高了它的自動化程度。

［1］黃春芳.石油管道輸送技術(shù)［M］.北京：中國石化出版社，2008.

［2］陳貴清，王維軍，周紅星，任春立.壓力管道水擊危害及其防治［J］.河北理工學(xué)院學(xué)報，2005，27（1）.

［3］劉洋，劉威.水擊泄壓閥在成品油管道的應(yīng)用［J］.價值工程，2012，（25）.