輸氣站場干線氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)氣路改造探討

張兵強,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)動執(zhí)行機構(gòu)氣路改造探討

張兵強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斷閥采用Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動，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)動執(zhí)行機構(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，實現(xiàn)緊急關(guān)閥。川氣東送輸氣站場增多次因上級供電故障導(dǎo)致ESD電磁閥失電造成越站緊急截斷閥關(guān)斷，在目前狀況下不能實現(xiàn)ESD電磁閥失電后就地氣動開啟閥門。本文通過對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路進行分析探討及改造，實現(xiàn)ESD電磁閥掉電關(guān)閥后現(xiàn)場就地氣動開啟干線越站閥門，快速恢復(fù)輸氣干線供氣流程。

輸氣站場；氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)；截斷閥；ESD電磁閥；氣路改造

川氣東送輸氣站場干線越站氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)多次出現(xiàn)因ESD電磁閥上級供電故障而造成關(guān)閥，上級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、檢維修誤操作而造成UPS或ESD機柜掉電、ESD機柜供電問題造成空開跳閘等因素[1]。氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD電磁閥一旦失電，ESD氣路導(dǎo)通，干線截斷閥執(zhí)行關(guān)閥動作。在ESD電磁閥恢復(fù)供電之前如需導(dǎo)通干線輸氣流程，只能先通過手動開啟越站旁通閥門，再手動液壓操作氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)開啟越站閥門恢復(fù)干線供氣。手動液壓操作開啟DN1016干線截斷閥需要約6分鐘，費時費力，時間相對較長，不能實現(xiàn)緊急情況下快速恢復(fù)流程。因此針對此問題進行氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路改造，實現(xiàn)ESD電磁閥掉電關(guān)閥后通過就地氣動開啟干線截斷閥，就地氣動開啟DN1016閥門需要約25秒，與就地液壓操作相對比極大縮短開閥時間，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)動執(zhí)行機構(gòu)主要包括三部分，分別是：控制器、驅(qū)動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)通動力氣，動力氣通過進入到負(fù)責(zé)關(guān)閥功能的油罐，驅(qū)動液壓油使旋轉(zhuǎn)葉片執(zhí)行器關(guān)閥動作[3]。此外，ESD關(guān)閥的同時，會觸發(fā)先導(dǎo)閥3切斷開閥控制氣路，保證氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)在接到ESD關(guān)閥命令的同時，即使接到開閥命令也不會執(zhí)行開閥動作，保證了ESD關(guān)閥操作具有最高優(yōu)先級。

圖1 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(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)壓后的動力氣作用于先導(dǎo)閥3，先導(dǎo)閥3此時的P口與C口處于不導(dǎo)通狀態(tài)，進而使控制開閥的氣路處于關(guān)閉狀態(tài)，致使無法進行就地及遠(yuǎn)程氣動開閥操作。因此在恢復(fù)干線輸氣流程時首先開啟干線截斷閥旁通管路，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)閉干線截斷閥氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)動力氣引壓管進氣截斷閥，同時將氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)氣罐中的動力氣放空。將手動泵上左側(cè)“手掌按鈕”推入，確認(rèn)右側(cè) "手掌按鈕"處于拉出狀態(tài)，上下壓動液壓泵手柄，開啟干線閥門[4]。

3 ESD氣路改造實施

圖2 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)控制ESD氣路改造圖

為了實現(xiàn)ESD電磁閥失電后，且短時間內(nèi)無法快速恢復(fù)上電，可對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)進行ESD氣路改造，通過改造可實現(xiàn)ESD電磁閥在失電狀態(tài)下就地氣動開閥操作。改造時將圖中梭閥后加裝三通泄放閥(圖2)，三通泄放閥進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，干線氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)能正常下發(fā)命令使干線截斷閥關(guān)斷。如果出現(xiàn)ESD電磁閥2失電狀況需要就地氣動快速開啟干線截斷閥時，可通過控制三通泄放閥，使三通泄放閥前后引壓管氣路截斷，從而使執(zhí)行ESD關(guān)閥氣路處于不導(dǎo)通狀態(tài)，同時三通泄放閥的泄放口把下游側(cè)的引壓管內(nèi)氣體進行泄放。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)行開閥時關(guān)閥氣路也處于導(dǎo)通狀態(tài)。與此同時三通泄放閥到先導(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進行手動復(fù)位[5]，手動復(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)，同時在先導(dǎo)閥1復(fù)位的同時也將先導(dǎo)閥1到先導(dǎo)閥3之間的氣體進行泄放，從而使先導(dǎo)閥3開啟，導(dǎo)通氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)開閥氣路。此時將就地氣動開閥操作手柄外拉到底執(zhí)行就地氣動開閥操作，待閥門開到位后松開手柄。完成上述操作步驟后即可實現(xiàn)ESD電磁閥失電后就地氣動開啟干線閥門，快速恢復(fù)干線輸氣流程。

4 操作注意事項

在對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路改造后，正常運行時三通泄放閥應(yīng)使上下游引壓管處于導(dǎo)通狀態(tài)，同時泄放口處于關(guān)閉狀態(tài)，嚴(yán)禁在正常運行時誤操作致使三通泄放閥上下游引壓管處于截斷狀態(tài)，導(dǎo)致在發(fā)生緊急狀況時氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)無法執(zhí)行ESD緊急關(guān)閥，從而發(fā)生重大安全事故。同時當(dāng)ESD電磁閥上級供電故障排除恢復(fù)正常供電后，應(yīng)及時對操作過的三通泄放閥進行復(fù)位操作，將氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路恢復(fù)到正常狀態(tài)。

在日常生產(chǎn)運行過程中可通過設(shè)置警示標(biāo)示提醒操作人員嚴(yán)禁誤操作氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路所加裝的三通泄放閥，并在日常巡檢時應(yīng)注意加強巡檢，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)及時整改確認(rèn)。同時輸氣站場應(yīng)加強氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(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)動執(zhí)行機構(gòu)操作注意事項。

5 結(jié)論

在生產(chǎn)運行中川氣東送輸氣站場多次出現(xiàn)因為氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD電磁閥上級供電故障原因造成干線截斷閥關(guān)斷現(xiàn)象，如短時間無法快速恢復(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。因此本文通過對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路進行分析討論，提出氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD電磁閥失電造成干線截斷閥關(guān)斷后就地氣動開啟干線閥門改造方案，極大縮短恢復(fù)干線輸氣流程時間。本次對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)ESD氣路改造分析探討并未對輸氣站場ESD完整性降低等級與破壞，需要注意的是在日常生產(chǎn)運行中要密切關(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)生重大事故時氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)能正常動作。

[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)原因及對策[J].油氣儲運，2014, 33(6):680-684.

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[3] 袁金寧，陳黎明，廖福金. Shafer氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)異常關(guān)斷事故樹分析[J]. 油氣儲運, 2013, 32(10):1093-1097.

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

[5] 王多才， 高 鵬，王海峰. 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)意外關(guān)斷分析及在西氣東輸?shù)膽?yīng)用[J].石油規(guī)劃設(shè)計 , 2012, 23(2):51-53.

[6] 吳振宙，陳青華，鄧 立. ESD系統(tǒng)在天然氣輸氣管道的應(yīng)用探討[J].化工管理， 2016(4):121-121.

(本文文獻格式：張兵強,黃 云,劉 愉，等.輸氣站場干線氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(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(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)備的維護管理工作。

TE973

A

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