喬琳楠

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.048

摘 要：氣液聯(lián)動(dòng)球閥在我國(guó)境內(nèi)的天然氣長(zhǎng)輸管道中被廣泛使用，作為一種天然氣長(zhǎng)輸管道線路的緊急切斷裝置。氣液聯(lián)動(dòng)閥設(shè)置的操作方式包括電動(dòng)、氣動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)和氣液聯(lián)動(dòng)等類(lèi)型，也可以通過(guò)手動(dòng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。一般的氣液聯(lián)動(dòng)球閥通常以高壓天然氣作為動(dòng)力氣，投入使用時(shí)常被當(dāng)做輸氣管道線路的截?cái)嚅y。該文主要針對(duì)邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、操作方式及優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行了研究分析，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)于氣液聯(lián)動(dòng)閥的應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的研究、分析與討論。

關(guān)鍵詞：天然氣長(zhǎng)輸管道 氣液聯(lián)動(dòng) 工作原理

中圖分類(lèi)號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0048-02

某輸氣場(chǎng)站的供氣支路中，在天然氣管道出站處安裝了一臺(tái)成都邁可森公司制造的氣液聯(lián)動(dòng)閥。由于下游用戶的用氣壓力較低，當(dāng)天然氣主管道供氣壓力超過(guò)下游用戶承受能力時(shí)，邁可森氣液聯(lián)動(dòng)閥可以進(jìn)行緊急關(guān)斷操作，從而避免下游天然氣管道與輸氣設(shè)備受到高壓天然氣沖擊，導(dǎo)致儀器損壞甚至發(fā)生事故，保證下游用戶安全用氣。

1 氣液聯(lián)動(dòng)球閥的基本解釋

1.1 氣液聯(lián)動(dòng)球閥的組成

某輸氣場(chǎng)站的供氣支路中安裝的邁可森公司制造的氣液聯(lián)動(dòng)閥的型號(hào)為DGOA0.6-70，將不同型號(hào)分別表示的含義列舉如下：

DGOA-氣液聯(lián)動(dòng)；

0.6-撥叉箱型號(hào)；

S（對(duì)稱(chēng)型）或C（非對(duì)稱(chēng)型）-撥叉類(lèi)型；

70-氣缸直徑（mm）；

PLPG-管線壓力電子監(jiān)控系統(tǒng)；

2010-監(jiān)控系統(tǒng)型號(hào)；

P（普通型）/D（低溫型）-產(chǎn)品類(lèi)型。

邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥主要由氣動(dòng)控制箱、氣液罐、儲(chǔ)氣罐、遠(yuǎn)傳終端裝置、遠(yuǎn)程就地切換閥、萬(wàn)向手動(dòng)泵、閥位指示器、閥體、方向控制閥、引壓管等部件組成。

1.2 氣液聯(lián)動(dòng)球閥的工作原理

氣液聯(lián)動(dòng)球閥的氣源引壓管直接從天然氣管線上取壓，作為球閥的動(dòng)力源。正常工況下，氣液罐裝有半罐液壓油，其余部分充裝天然氣，當(dāng)氣液聯(lián)動(dòng)球閥動(dòng)作時(shí)，天然氣推動(dòng)液壓油，再由液壓油推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣液聯(lián)動(dòng)球閥的開(kāi)關(guān)操作。氣液聯(lián)動(dòng)球閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為旋轉(zhuǎn)葉片式氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和撥叉式氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中DGOA系列是采用平行、雙導(dǎo)向撥叉型執(zhí)行器，其工作原理是利用管道內(nèi)的高壓天然氣，使液壓油推動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)撥叉轉(zhuǎn)化成閥門(mén)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與其相聯(lián)的球閥轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)球閥的開(kāi)關(guān)操作。

檢測(cè)管可以將干線壓力值與壓力變化參數(shù)傳遞至氣動(dòng)控制箱內(nèi)的壓力傳感器，作為自動(dòng)控制的依據(jù)，控制系統(tǒng)將采集到的干線瞬時(shí)壓力與對(duì)比罐內(nèi)壓力進(jìn)行比較，確定閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。當(dāng)干線壓力大于對(duì)比罐內(nèi)氣體壓力時(shí)，干線氣體通過(guò)單向閥向罐內(nèi)注氣，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力大于氣液聯(lián)動(dòng)閥的設(shè)定值時(shí)，通過(guò)罐上的安全閥泄壓。氣動(dòng)控制箱內(nèi)設(shè)有氣動(dòng)開(kāi)關(guān)手柄，可以實(shí)現(xiàn)就地氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)操作，遠(yuǎn)傳終端裝置可實(shí)現(xiàn)站控室對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)球閥狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)操作。

1.3 操作方式

邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥有三種操作方式。

（1）就地手動(dòng)。

首先將“就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程”液壓手動(dòng)選擇閥置于“就地液壓手動(dòng)”位置，把開(kāi)關(guān)方向控制閥置于“開(kāi)”位置時(shí)，操作液壓手動(dòng)泵反復(fù)下壓，可以驅(qū)動(dòng)閥門(mén)直到全開(kāi)狀態(tài)；把開(kāi)關(guān)方向控制閥置于“關(guān)”位置時(shí)，操作液壓手動(dòng)泵反復(fù)下壓，可以驅(qū)動(dòng)閥門(mén)直到全關(guān)狀態(tài)。

（2）就地氣動(dòng)。

首先必須接通氣源，將“就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程”液壓手動(dòng)選擇閥置于“AUTO/自動(dòng)”位置，就地控制時(shí)屬于氣液聯(lián)動(dòng)操作。開(kāi)閥時(shí)，在氣動(dòng)控制箱內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)氣控閥模塊的PO手柄并保持，閥門(mén)向全開(kāi)狀態(tài)動(dòng)作；若松開(kāi)手柄，則開(kāi)閥動(dòng)作立即結(jié)束。關(guān)閥時(shí)，在氣動(dòng)控制箱內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)氣控閥模塊的PC手柄并保持，閥門(mén)向全關(guān)狀態(tài)動(dòng)作；若松開(kāi)手柄，則關(guān)閥動(dòng)作立即結(jié)束。

（3）遠(yuǎn)程氣動(dòng)。

首先必須接通氣源，將“就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程”液壓手動(dòng)選擇閥置于“AUTO/自動(dòng)”位置，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)功能。通過(guò)站控室上位機(jī)給氣液聯(lián)動(dòng)閥的電子控制單元發(fā)送控制指令，使電磁閥PO通電時(shí)，閥門(mén)進(jìn)行全開(kāi)動(dòng)作；使電磁閥PC通電時(shí)，閥門(mén)進(jìn)行全關(guān)動(dòng)作；從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)操作。

（4）破管緊急關(guān)斷。

首先必須接通氣源，將“就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程”液壓手動(dòng)選擇閥置于“AUTO/自動(dòng)”位置，當(dāng)檢測(cè)到天然氣管線的壓降速率或者管線高、低壓超出電子控制單元預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值時(shí)，上位機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給電磁閥3.5A，電磁閥3.5A驅(qū)動(dòng)DC模塊動(dòng)作，控制系統(tǒng)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取關(guān)閉閥門(mén)操作。與此同時(shí)，系統(tǒng)安全鎖3.4鎖定控制系統(tǒng)的操作。只有在破管控制信號(hào)消失，且必須現(xiàn)場(chǎng)人工手動(dòng)復(fù)位安全鎖3.4后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能恢復(fù)其正常操作。（如圖1）

2 優(yōu)缺點(diǎn)的研究

2.1 邁可森氣液聯(lián)動(dòng)閥的優(yōu)點(diǎn)

（1）非正常工況的自動(dòng)切斷功能。

在氣動(dòng)控制箱左側(cè)設(shè)有Bypass ELB按鈕，可以選擇開(kāi)啟或關(guān)閉ESD緊急關(guān)斷功能。氣液聯(lián)動(dòng)球閥的電子控制單元中的電氣觸點(diǎn)設(shè)置為常閉觸點(diǎn)，在出現(xiàn)突然斷電的情況時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的ESD緊急關(guān)斷功能，以保證設(shè)備安全平穩(wěn)運(yùn)行。

（2）多種操作模式。

氣液聯(lián)動(dòng)球閥具有就地手動(dòng)、就地氣動(dòng)和遠(yuǎn)程氣動(dòng)三種操作模式，在氣動(dòng)控制箱右側(cè)設(shè)有Exhaust按鈕，可以實(shí)現(xiàn)放空功能，隨時(shí)與大氣相連接。

（3）安全性高。

氣液聯(lián)動(dòng)球閥以高壓天然氣或液壓手動(dòng)泵作為閥門(mén)的動(dòng)力源，氣動(dòng)操作時(shí)所需壓力低，同時(shí)不需要外加任何其他設(shè)備就可以進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。在氣動(dòng)控制箱右側(cè)上方部位設(shè)有復(fù)位按鈕，在出現(xiàn)氣液聯(lián)動(dòng)閥ESD緊急關(guān)斷情況時(shí)，需要在排除事故后手動(dòng)進(jìn)行ESD復(fù)位操作，具有傳動(dòng)穩(wěn)定、安全可靠、便于控制、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

2.2 邁可森氣液聯(lián)動(dòng)閥的缺點(diǎn)

（1）無(wú)泄壓裝置。

邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥采用液壓手動(dòng)泵實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)開(kāi)關(guān)操作，其手柄可拆卸，并可以從三個(gè)位置安裝，但是沒(méi)有設(shè)置泄壓裝置。

（2）只有一個(gè)取壓口。

邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥只在閥門(mén)上游設(shè)置了一個(gè)引壓管，采集上游的壓力數(shù)據(jù)，無(wú)法采集到閥門(mén)下游的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

（3）密封性較差。

邁可森氣液聯(lián)動(dòng)球閥的氣動(dòng)控制箱內(nèi)設(shè)有可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的電磁閥，在其內(nèi)部的連接部位易出現(xiàn)漏氣情況，裝置的密封性較差。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以得出，邁可森氣液聯(lián)動(dòng)閥作為輸氣場(chǎng)站供氣支路的緊急切斷裝置，具有氣動(dòng)壓力低、開(kāi)啟扭矩高、運(yùn)行安全可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好、便于控制、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，也存在密封性較差、無(wú)法采集下游壓力等缺點(diǎn)。同時(shí)天然氣的氣質(zhì)情況、壓力范圍和不同的操作方式都會(huì)影響氣液聯(lián)動(dòng)閥的運(yùn)行穩(wěn)定性，還需要進(jìn)一步采集數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析。

參考文獻(xiàn)

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