張兵強(qiáng),黃 云,劉 愉,李陽陽

(1.山東省中遠(yuǎn)天然氣技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司武漢分公司，安徽 安慶 246000;2.中石化川氣東送天然氣管道有限公司，安徽 安慶 246000)

輸氣站場干線氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣路改造探討

張兵強(qiáng)1,黃 云2,劉 愉2,李陽陽2

(1.山東省中遠(yuǎn)天然氣技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司武漢分公司，安徽 安慶 246000;2.中石化川氣東送天然氣管道有限公司，安徽 安慶 246000)

川氣東送輸氣站場干線越站截?cái)嚅y采用Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，具備緊急情況下爆管緊急切斷和人為開關(guān)閥功能。干線越站氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有ESD緊急關(guān)斷功能，現(xiàn)場ESD電磁閥處于帶電關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)電磁閥失電后迅速導(dǎo)通ESD氣路，實(shí)現(xiàn)緊急關(guān)閥。川氣東送輸氣站場增多次因上級(jí)供電故障導(dǎo)致ESD電磁閥失電造成越站緊急截?cái)嚅y關(guān)斷，在目前狀況下不能實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥失電后就地氣動(dòng)開啟閥門。本文通過對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路進(jìn)行分析探討及改造，實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥掉電關(guān)閥后現(xiàn)場就地氣動(dòng)開啟干線越站閥門，快速恢復(fù)輸氣干線供氣流程。

輸氣站場；氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；截?cái)嚅y；ESD電磁閥；氣路改造

川氣東送輸氣站場干線越站氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多次出現(xiàn)因ESD電磁閥上級(jí)供電故障而造成關(guān)閥，上級(jí)供電故障問題分別由于輸氣站場不間斷電源(UPS)設(shè)備出現(xiàn)故障或深度放電而導(dǎo)致UPS停機(jī)、檢維修誤操作而造成UPS或ESD機(jī)柜掉電、ESD機(jī)柜供電問題造成空開跳閘等因素[1]。氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD電磁閥一旦失電，ESD氣路導(dǎo)通，干線截?cái)嚅y執(zhí)行關(guān)閥動(dòng)作。在ESD電磁閥恢復(fù)供電之前如需導(dǎo)通干線輸氣流程，只能先通過手動(dòng)開啟越站旁通閥門，再手動(dòng)液壓操作氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開啟越站閥門恢復(fù)干線供氣。手動(dòng)液壓操作開啟DN1016干線截?cái)嚅y需要約6分鐘，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，時(shí)間相對(duì)較長，不能實(shí)現(xiàn)緊急情況下快速恢復(fù)流程。因此針對(duì)此問題進(jìn)行氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路改造，實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥掉電關(guān)閥后通過就地氣動(dòng)開啟干線截?cái)嚅y，就地氣動(dòng)開啟DN1016閥門需要約25秒，與就地液壓操作相對(duì)比極大縮短開閥時(shí)間，快速恢復(fù)輸氣干線供氣流程，保證下游干線平穩(wěn)供氣具有重要意義。

1 ESD關(guān)閥原理

Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括三部分，分別是：控制器、驅(qū)動(dòng)器以及液壓操作系統(tǒng)[2]。正常情況下，站控系統(tǒng)給電磁閥2常帶電(圖1)，處于正常關(guān)閉狀態(tài)，一旦出現(xiàn)緊急情況斷掉此電磁閥電源，電磁閥2開啟，先導(dǎo)閥2導(dǎo)通動(dòng)力氣，動(dòng)力氣通過進(jìn)入到負(fù)責(zé)關(guān)閥功能的油罐，驅(qū)動(dòng)液壓油使旋轉(zhuǎn)葉片執(zhí)行器關(guān)閥動(dòng)作[3]。此外，ESD關(guān)閥的同時(shí)，會(huì)觸發(fā)先導(dǎo)閥3切斷開閥控制氣路，保證氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接到ESD關(guān)閥命令的同時(shí)，即使接到開閥命令也不會(huì)執(zhí)行開閥動(dòng)作，保證了ESD關(guān)閥操作具有最高優(yōu)先級(jí)。

圖1 氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制原理圖

2 ESD電磁閥失電狀態(tài)流程恢復(fù)現(xiàn)狀

在目前狀況下，在遇到緊急情況電磁閥2失電后，電磁閥2開啟，動(dòng)力氣經(jīng)過過濾及壓力調(diào)節(jié)后作用于先導(dǎo)閥1，使先導(dǎo)閥1的P口與C口導(dǎo)通，從而使經(jīng)調(diào)壓后的動(dòng)力氣作用于先導(dǎo)閥3，先導(dǎo)閥3此時(shí)的P口與C口處于不導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使控制開閥的氣路處于關(guān)閉狀態(tài)，致使無法進(jìn)行就地及遠(yuǎn)程氣動(dòng)開閥操作。因此在恢復(fù)干線輸氣流程時(shí)首先開啟干線截?cái)嚅y旁通管路，導(dǎo)通干線輸氣流程，防止干線出現(xiàn)輸氣中斷，前后壓差過大。關(guān)閉干線截?cái)嚅y氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力氣引壓管進(jìn)氣截?cái)嚅y，同時(shí)將氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣罐中的動(dòng)力氣放空。將手動(dòng)泵上左側(cè)“手掌按鈕”推入，確認(rèn)右側(cè) "手掌按鈕"處于拉出狀態(tài)，上下壓動(dòng)液壓泵手柄，開啟干線閥門[4]。

3 ESD氣路改造實(shí)施

圖2 氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制ESD氣路改造圖

為了實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥失電后，且短時(shí)間內(nèi)無法快速恢復(fù)上電，可對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行ESD氣路改造，通過改造可實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥在失電狀態(tài)下就地氣動(dòng)開閥操作。改造時(shí)將圖中梭閥后加裝三通泄放閥(圖2)，三通泄放閥進(jìn)出口通氣管路通過卡套與前后引壓管緊固連接，正常情況下三通泄放閥前后引壓管管路處于正常導(dǎo)通狀態(tài)，泄放口處于關(guān)閉狀態(tài)，在此狀態(tài)下當(dāng)出現(xiàn)電子控制單元驅(qū)動(dòng)電磁閥1或是緊急情況下ESD電磁閥2開啟執(zhí)行緊急關(guān)斷時(shí)，干線氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能正常下發(fā)命令使干線截?cái)嚅y關(guān)斷。如果出現(xiàn)ESD電磁閥2失電狀況需要就地氣動(dòng)快速開啟干線截?cái)嚅y時(shí)，可通過控制三通泄放閥，使三通泄放閥前后引壓管氣路截?cái)啵瑥亩箞?zhí)行ESD關(guān)閥氣路處于不導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)三通泄放閥的泄放口把下游側(cè)的引壓管內(nèi)氣體進(jìn)行泄放。三通泄放閥到先導(dǎo)閥2之間的引壓管管路放空泄壓后，先導(dǎo)閥2在沒有壓力的驅(qū)使下由開啟狀態(tài)恢復(fù)至關(guān)閉狀態(tài)，避免了在執(zhí)行開閥時(shí)關(guān)閥氣路也處于導(dǎo)通狀態(tài)。與此同時(shí)三通泄放閥到先導(dǎo)閥1之間的引壓管管路放空泄壓后，將帶有鎖定功能的先導(dǎo)閥1進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位[5]，手動(dòng)復(fù)位后先導(dǎo)閥1上下游引壓管氣路處于關(guān)閉不導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)在先導(dǎo)閥1復(fù)位的同時(shí)也將先導(dǎo)閥1到先導(dǎo)閥3之間的氣體進(jìn)行泄放，從而使先導(dǎo)閥3開啟，導(dǎo)通氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開閥氣路。此時(shí)將就地氣動(dòng)開閥操作手柄外拉到底執(zhí)行就地氣動(dòng)開閥操作，待閥門開到位后松開手柄。完成上述操作步驟后即可實(shí)現(xiàn)ESD電磁閥失電后就地氣動(dòng)開啟干線閥門，快速恢復(fù)干線輸氣流程。

4 操作注意事項(xiàng)

在對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路改造后，正常運(yùn)行時(shí)三通泄放閥應(yīng)使上下游引壓管處于導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)泄放口處于關(guān)閉狀態(tài)，嚴(yán)禁在正常運(yùn)行時(shí)誤操作致使三通泄放閥上下游引壓管處于截?cái)酄顟B(tài)，導(dǎo)致在發(fā)生緊急狀況時(shí)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法執(zhí)行ESD緊急關(guān)閥，從而發(fā)生重大安全事故。同時(shí)當(dāng)ESD電磁閥上級(jí)供電故障排除恢復(fù)正常供電后，應(yīng)及時(shí)對(duì)操作過的三通泄放閥進(jìn)行復(fù)位操作，將氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路恢復(fù)到正常狀態(tài)。

在日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中可通過設(shè)置警示標(biāo)示提醒操作人員嚴(yán)禁誤操作氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路所加裝的三通泄放閥，并在日常巡檢時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)巡檢，密切注意三通泄放閥的開關(guān)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)應(yīng)及時(shí)整改確認(rèn)。同時(shí)輸氣站場應(yīng)加強(qiáng)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)備培訓(xùn)工作，使操作人員明確其組成與原理，深層次理解氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作注意事項(xiàng)。

5 結(jié)論

在生產(chǎn)運(yùn)行中川氣東送輸氣站場多次出現(xiàn)因?yàn)闅庖郝?lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD電磁閥上級(jí)供電故障原因造成干線截?cái)嚅y關(guān)斷現(xiàn)象，如短時(shí)間無法快速恢復(fù)干線正常輸氣流程，極易造成干線輸氣中斷影響下游供氣，并造成設(shè)備故障損壞。因此本文通過對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路進(jìn)行分析討論，提出氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD電磁閥失電造成干線截?cái)嚅y關(guān)斷后就地氣動(dòng)開啟干線閥門改造方案，極大縮短恢復(fù)干線輸氣流程時(shí)間。本次對(duì)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)ESD氣路改造分析探討并未對(duì)輸氣站場ESD完整性降低等級(jí)與破壞，需要注意的是在日常生產(chǎn)運(yùn)行中要密切關(guān)注改造后的三通泄放閥開關(guān)狀態(tài)，保證ESD系統(tǒng)的完整性[6]，確保輸氣站場在發(fā)生重大事故時(shí)氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能正常動(dòng)作。

[1] 廖珈博，曹志柱,郭渠江. 川氣東送管道站場ESD系統(tǒng)誤觸發(fā)原因及對(duì)策[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2014, 33(6):680-684.

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[4] 王娟娟. 旋轉(zhuǎn)葉片式氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理及應(yīng)用[C]// 中國石油和化工自動(dòng)化協(xié)會(huì),中國化工裝備協(xié)會(huì).山東省石油學(xué)會(huì)油田電力、通信及自動(dòng)化技術(shù)研討會(huì)優(yōu)秀工程技術(shù)論文集.[出版地不祥]：[出版者不祥]，2009:460-465.

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(本文文獻(xiàn)格式：張兵強(qiáng),黃 云,劉 愉，等.輸氣站場干線氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣路改造探討[J].山東化工，2017，46(04)：96-98.)

Discussions on The Reconstruction of the gas path of Pneumatic-hydraulic Actuator on Main Trunk Line in Gas Transmission Station

ZhangBingqiang1，HuangYun2，LiuYu2，LiYangyang2

(1.Wuhan branch of Zhongyuan Gas Technology Service Co., Ltd.in Shandong Province，Anqing 246000,China；2.Sinopec Sichuan to East Gas Pipeline Co., Ltd.，Anqing 246000,China)

Trunk line shutdown valve of Sichuan to East gas transmission station is driven by SHAFER pneumatic-hydraulic actuator, the functions of which are bursting the pipes in an emergency, Emergency cut-off and switching the valves personally. The SHAFER pneumatic-hydraulic actuator has the function of Emergency Shutdown System .The ESD electromagnetic valve keeps closed with the power on, but when the power off，the gas circuit are unblocked rapidly to shut the main valve down. The shutdown valve of Sichuan to east gas transmission station has been shut down for many times because The superior power failures lead to the ESD electromagnetic valve out of power. Due to our present situation, it is impossible to open the valve by gas immediately when the ESD electromagnetic valve is out of power. This paper mainly discussed how to open the valve by gas immediately when the ESD electromagnetic valve is out of power, to recover the gas supply process of gas transmission trunk line rapidly, by analyzing, discussing and reconstructing the gas path of Pneumatic-hydraulic Actuator.

gas transmission station;pneumatic-hydraulic actuator;shutdown valve of;ESD electromagnetic valve;reconstruction of the gas path

2017-01-07

張兵強(qiáng)(1987—)，山東日照人，大學(xué)本科，現(xiàn)工作于中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處，池州站副站長，主要從事天然氣長輸管道及設(shè)備的維護(hù)管理工作。

TE973

A

1008-021X(2017)04-0096-03