宮川寶

（山東省天然氣管道有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250101）

SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊急自動(dòng)關(guān)斷功能失效分析與預(yù)防措施

宮川寶

（山東省天然氣管道有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250101）

SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是國(guó)內(nèi)天然氣長(zhǎng)輸管道干線和輸氣站場(chǎng)配備的緊急自動(dòng)關(guān)斷設(shè)備。但在遇到爆管、火災(zāi)等緊急情況時(shí)，一旦無(wú)法自動(dòng)關(guān)斷，將會(huì)使天然氣長(zhǎng)輸管道和輸氣站場(chǎng)災(zāi)情無(wú)法控制。因此SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)斷功能失效形成了安全隱患。從緊急自動(dòng)關(guān)斷功能原理入手，分析形成自動(dòng)關(guān)斷功能失效的原因，并提出預(yù)防措施。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)；自動(dòng)關(guān)斷；失效

SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般安裝在天然氣長(zhǎng)輸管道閥室和進(jìn)出站場(chǎng)位置，起到緊急關(guān)斷輸氣干線和截?cái)噙M(jìn)站氣源和出站氣源作用。當(dāng)干線出現(xiàn)爆管、漏泄等緊急情況時(shí)，事故點(diǎn)上游或下游氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)關(guān)斷，以保證災(zāi)害不會(huì)漫延，上游和下游天然氣不會(huì)損失過(guò)大。站場(chǎng)出現(xiàn)爆管、泄漏、火災(zāi)時(shí)，氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)斷功能可以保證災(zāi)情事故不會(huì)漫延出站場(chǎng)。一旦SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)斷功能失效，災(zāi)情將漫延，事故損失無(wú)法控制。由于日常設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期處于全開狀態(tài)。長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行緊急自動(dòng)關(guān)斷功能測(cè)試，因此功能失效不易被發(fā)現(xiàn)，形成了長(zhǎng)輸管道和站場(chǎng)的安全隱患。

1 SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊急關(guān)斷功能原理

設(shè)備運(yùn)行前，在控制單元設(shè)定自動(dòng)關(guān)斷觸發(fā)條件。包括管道的最高壓力、最低壓力、壓降速率和觸發(fā)時(shí)間等。氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于長(zhǎng)開狀態(tài)。管道中天然氣通過(guò)進(jìn)氣閥進(jìn)入控制單元，控制單元檢測(cè)管道內(nèi)天然氣壓力變化。當(dāng)管道內(nèi)天然氣達(dá)到設(shè)定自動(dòng)關(guān)斷觸發(fā)條件時(shí)，控制單元內(nèi)電磁閥導(dǎo)通，通過(guò)電磁閥，分別進(jìn)入2個(gè)常閉先導(dǎo)閥。其中1個(gè)常閉先導(dǎo)閥的導(dǎo)通，使天然氣進(jìn)入常開先導(dǎo)閥，使其關(guān)閉，從而切斷開閥氣路，防止閥門再次打開。如需開閥，需要現(xiàn)場(chǎng)對(duì)常閉先導(dǎo)閥手動(dòng)復(fù)位。另1個(gè)常閉先導(dǎo)閥導(dǎo)通后，推動(dòng)梭閥向左運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)力天然氣與關(guān)閥油罐導(dǎo)通，完成關(guān)閥動(dòng)作。閥門關(guān)閉到位后，拉動(dòng)限位閥的頂桿，使限位閥關(guān)斷后，氣路控制塊的梭閥的右側(cè)動(dòng)力氣通過(guò)孔板排出，梭閥復(fù)位，關(guān)閥內(nèi)部殘余動(dòng)力氣與放空口導(dǎo)通，罐內(nèi)氣體放空，關(guān)閥動(dòng)作完成。

2 自動(dòng)關(guān)斷功能失效原因分析

1）出現(xiàn)過(guò)大事件記錄狀態(tài)，沒(méi)有清除。在控制單元接收自動(dòng)關(guān)斷觸發(fā)條件后，包括管道的最高壓力、最低壓力、壓降速率，以及失電等誤判信號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)關(guān)斷閥門。之后，在控制單元內(nèi)形成了大事件記錄。當(dāng)使用執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開閥門后，必須重新連接筆記本電腦，清除大事件記錄，否則執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會(huì)關(guān)閉。

2）壓力變送器失效，導(dǎo)致探測(cè)壓力不在壓力變送器失效設(shè)定區(qū)間內(nèi)。壓力變送器失效，即使上下游壓力在自動(dòng)關(guān)斷觸發(fā)條件內(nèi)，壓力變送器也無(wú)法將信號(hào)傳送到控制單元，從而無(wú)法觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉。

3）控制單元內(nèi)電磁閥故障。電磁閥故障后，無(wú)法導(dǎo)通關(guān)閥液罐來(lái)關(guān)閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4）先導(dǎo)閥故障。完成自動(dòng)關(guān)閥動(dòng)作需要2個(gè)常開先導(dǎo)閥導(dǎo)通，1個(gè)常閉先導(dǎo)閥關(guān)閉。如果其中任何一臺(tái)先導(dǎo)閥出現(xiàn)故障，則無(wú)法完成關(guān)斷動(dòng)作。

3 預(yù)防措施

1）開啟誤關(guān)斷閥門后，及時(shí)消除大事件記錄。閥門因氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)失電、雷擊、電壓波動(dòng)等原因會(huì)形成誤關(guān)斷，執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉閥門，在控制單元內(nèi)形成大事件記錄“1”次，在站控系統(tǒng)內(nèi)形成大事件記錄“1”次。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)重新開啟閥門后，及時(shí)使用電腦在控制單元內(nèi)消除大事件記錄，站控系統(tǒng)記錄會(huì)隨之消失。如果只在站控系統(tǒng)內(nèi)清除大事件記錄，控制單元仍然無(wú)法消除記錄，氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍然無(wú)法緊急自動(dòng)關(guān)斷。

2）按時(shí)巡檢，壓力變送器失效后及時(shí)維修與更換。壓力變送器失效后，控制單元壓力會(huì)顯示“-999”，站控中壓力也會(huì)顯示“-999”。這時(shí)需要及時(shí)維修和更換壓力變送器。

3）每年春季和秋季檢修，預(yù)防電磁閥和先導(dǎo)閥失效。每年利用春季檢修和秋季檢修，至少兩次檢測(cè)電磁閥和先導(dǎo)閥工作是否正常。對(duì)于常閉狀態(tài)電磁閥，檢測(cè)時(shí)打開下游管路，當(dāng)有氣體流過(guò)聲音時(shí)，電磁閥則為失效；其原因主要為雜質(zhì)卡堵密封面，需要及時(shí)清理密封面。當(dāng)給電磁閥開啟命令時(shí)，電磁閥無(wú)氣體流過(guò)，電磁閥則為失效；其原因主要為電流過(guò)大燒壞線圈。這時(shí)需要拆開電磁閥，更換線圈或更換電磁閥。

4）檢測(cè)電磁閥電路故障，及時(shí)清除。當(dāng)電磁閥供電電池和線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，電磁閥也無(wú)法打開。這時(shí)需要檢測(cè)電池和線路供應(yīng)狀態(tài)是否正常，如無(wú)24V直流電供電磁閥，需要進(jìn)行維修。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)SHAFER氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊急自動(dòng)關(guān)斷功能失效分析，找出了形成原因，制定了相應(yīng)的預(yù)防措施，為今后避免發(fā)生此類失效問(wèn)題，提出了參考意見，也對(duì)設(shè)備定期巡檢與檢修提出了指導(dǎo)建議。

[1] 李鍇，牛樹偉.LineGuard電控單元失效故障分析及對(duì)策[J].儀器儀表用戶，2012，19（6）∶82-83.

[2] 寧雙生.Shafer 氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)異常關(guān)斷典型事件分析[J].化學(xué)工程與裝備，2015，（05）∶131-133.

[3] 汪世軍.Shafer 氣液聯(lián)動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能與維護(hù)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010，9（4）∶296-297.

Fault Analysis and Preventive Measures of Emergency Automatic Shutdown Function of SHAFER Pneumatic-Hydraulic Driven Actuator

Gong Chuan-bao

SHAFER gas-liquid linkage actuator is the domestic natural gas long-distance pipeline and gas transmission station equipped with emergency automatic shutdown equipment.But in the event of explosion，fire and other emergencies，once can not automatically shut down，will make long-term natural gas pipeline and gas station disaster can not control.So SHAFER gas-liquid linkage actuator automatic shutdown function failure to form a security risk.From the principle of emergency automatic shutdown function，analysis of the reasons for the formation of automatic shutdown function failure，and put forward preventive measures.

executive body；automatic shutdown；failure

TE973

B

1003-6490（2017）02-0065-02

2017-02-05

宮川寶（1975—），男，吉林公主嶺人，高級(jí)工程師，主要從事天然氣輸送設(shè)備管理工作。