喬琳楠

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

摘 要：氣液聯(lián)動球閥在我國境內(nèi)的天然氣長輸管道中被廣泛使用，作為一種天然氣長輸管道線路的緊急切斷裝置。氣液聯(lián)動閥設(shè)置的操作方式包括電動、氣動、電液聯(lián)動和氣液聯(lián)動等類型，也可以通過手動對執(zhí)行機構(gòu)進行控制。一般的氣液聯(lián)動球閥通常以高壓天然氣作為動力氣，投入使用時常被當做輸氣管道線路的截斷閥。該文主要針對邁可森氣液聯(lián)動球閥的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、操作方式及優(yōu)缺點等進行了研究分析，并結(jié)合生產(chǎn)實際中對于氣液聯(lián)動閥的應(yīng)用，對其進行了詳細的研究、分析與討論。

關(guān)鍵詞：天然氣長輸管道 氣液聯(lián)動 工作原理

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0048-02

某輸氣場站的供氣支路中，在天然氣管道出站處安裝了一臺成都邁可森公司制造的氣液聯(lián)動閥。由于下游用戶的用氣壓力較低，當天然氣主管道供氣壓力超過下游用戶承受能力時，邁可森氣液聯(lián)動閥可以進行緊急關(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)動球閥的基本解釋

1.1 氣液聯(lián)動球閥的組成

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

DGOA-氣液聯(lián)動；

0.6-撥叉箱型號；

S（對稱型）或C（非對稱型）-撥叉類型；

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；

P（普通型）/D（低溫型）-產(chǎn)品類型。

邁可森氣液聯(lián)動球閥主要由氣動控制箱、氣液罐、儲氣罐、遠傳終端裝置、遠程就地切換閥、萬向手動泵、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)動球閥的工作原理

氣液聯(lián)動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，當氣液聯(lián)動球閥動作時，天然氣推動液壓油，再由液壓油推動執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)氣液聯(lián)動球閥的開關(guān)操作。氣液聯(lián)動球閥的執(zhí)行機構(gòu)分為旋轉(zhuǎn)葉片式氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)和撥叉式氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(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，使液壓油推動活塞進行往復(fù)運動，再通過撥叉轉(zhuǎn)化成閥門的旋轉(zhuǎn)運動，帶動與其相聯(lián)的球閥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)球閥的開關(guān)操作。

檢測管可以將干線壓力值與壓力變化參數(shù)傳遞至氣動控制箱內(nèi)的壓力傳感器，作為自動控制的依據(jù)，控制系統(tǒng)將采集到的干線瞬時壓力與對比罐內(nèi)壓力進行比較，確定閥門的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。當干線壓力大于對比罐內(nèi)氣體壓力時，干線氣體通過單向閥向罐內(nèi)注氣，當罐內(nèi)氣體壓力大于氣液聯(lián)動閥的設(shè)定值時，通過罐上的安全閥泄壓。氣動控制箱內(nèi)設(shè)有氣動開關(guān)手柄，可以實現(xiàn)就地氣動開關(guān)閥門操作，遠傳終端裝置可實現(xiàn)站控室對氣液聯(lián)動球閥狀態(tài)的監(jiān)測與遠程開關(guān)操作。

1.3 操作方式

邁可森氣液聯(lián)動球閥有三種操作方式。

（1）就地手動。

首先將“就地手動/遠程”液壓手動選擇閥置于“就地液壓手動”位置，把開關(guān)方向控制閥置于“開”位置時，操作液壓手動泵反復(fù)下壓，可以驅(qū)動閥門直到全開狀態(tài)；把開關(guān)方向控制閥置于“關(guān)”位置時，操作液壓手動泵反復(fù)下壓，可以驅(qū)動閥門直到全關(guān)狀態(tài)。

（2）就地氣動。

首先必須接通氣源，將“就地手動/遠程”液壓手動選擇閥置于“AUTO/自動”位置，就地控制時屬于氣液聯(lián)動操作。開閥時，在氣動控制箱內(nèi)轉(zhuǎn)動氣控閥模塊的PO手柄并保持，閥門向全開狀態(tài)動作；若松開手柄，則開閥動作立即結(jié)束。關(guān)閥時，在氣動控制箱內(nèi)轉(zhuǎn)動氣控閥模塊的PC手柄并保持，閥門向全關(guān)狀態(tài)動作；若松開手柄，則關(guān)閥動作立即結(jié)束。

（3）遠程氣動。

首先必須接通氣源，將“就地手動/遠程”液壓手動選擇閥置于“AUTO/自動”位置，可以實現(xiàn)遠程控制開關(guān)功能。通過站控室上位機給氣液聯(lián)動閥的電子控制單元發(fā)送控制指令，使電磁閥PO通電時，閥門進行全開動作；使電磁閥PC通電時，閥門進行全關(guān)動作；從而實現(xiàn)遠程開關(guān)操作。

（4）破管緊急關(guān)斷。

首先必須接通氣源，將“就地手動/遠程”液壓手動選擇閥置于“AUTO/自動”位置，當檢測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，上位機控制系統(tǒng)發(fā)出信號給電磁閥3.5A，電磁閥3.5A驅(qū)動DC模塊動作，控制系統(tǒng)使執(zhí)行機構(gòu)采取關(guān)閉閥門操作。與此同時，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消失，且必須現(xiàn)場人工手動復(fù)位安全鎖3.4后，執(zhí)行機構(gòu)才能恢復(fù)其正常操作。（如圖1）

2 優(yōu)缺點的研究

2.1 邁可森氣液聯(lián)動閥的優(yōu)點

（1）非正常工況的自動切斷功能。

在氣動控制箱左側(cè)設(shè)有Bypass ELB按鈕，可以選擇開啟或關(guān)閉ESD緊急關(guān)斷功能。氣液聯(lián)動球閥的電子控制單元中的電氣觸點設(shè)置為常閉觸點，在出現(xiàn)突然斷電的情況時，可以實現(xiàn)閥門的ESD緊急關(guān)斷功能，以保證設(shè)備安全平穩(wěn)運行。

（2）多種操作模式。

氣液聯(lián)動球閥具有就地手動、就地氣動和遠程氣動三種操作模式，在氣動控制箱右側(cè)設(shè)有Exhaust按鈕，可以實現(xiàn)放空功能，隨時與大氣相連接。

（3）安全性高。

氣液聯(lián)動球閥以高壓天然氣或液壓手動泵作為閥門的動力源，氣動操作時所需壓力低，同時不需要外加任何其他設(shè)備就可以進行開關(guān)操作。在氣動控制箱右側(cè)上方部位設(shè)有復(fù)位按鈕，在出現(xiàn)氣液聯(lián)動閥ESD緊急關(guān)斷情況時，需要在排除事故后手動進行ESD復(fù)位操作，具有傳動穩(wěn)定、安全可靠、便于控制、操作簡單等優(yōu)勢。

2.2 邁可森氣液聯(lián)動閥的缺點

（1）無泄壓裝置。

邁可森氣液聯(lián)動球閥采用液壓手動泵實現(xiàn)就地手動開關(guān)操作，其手柄可拆卸，并可以從三個位置安裝，但是沒有設(shè)置泄壓裝置。

（2）只有一個取壓口。

邁可森氣液聯(lián)動球閥只在閥門上游設(shè)置了一個引壓管，采集上游的壓力數(shù)據(jù)，無法采集到閥門下游的壓力數(shù)據(jù)進行對比。

（3）密封性較差。

邁可森氣液聯(lián)動球閥的氣動控制箱內(nèi)設(shè)有可以實現(xiàn)遠程控制的電磁閥，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

通過以上分析可以得出，邁可森氣液聯(lián)動閥作為輸氣場站供氣支路的緊急切斷裝置，具有氣動壓力低、開啟扭矩高、運行安全可靠性高、經(jīng)濟性好、便于控制、操作簡單等優(yōu)勢，也存在密封性較差、無法采集下游壓力等缺點。同時天然氣的氣質(zhì)情況、壓力范圍和不同的操作方式都會影響氣液聯(lián)動閥的運行穩(wěn)定性，還需要進一步采集數(shù)據(jù)進行研究分析。

參考文獻

[1] 唐恂，陳敬東，蘇欣，等.氣液聯(lián)動球閥實用中的設(shè)計改進[J].油氣儲運，2006（12）：30.

[2] 汪世軍.Shafer氣液聯(lián)動閥執(zhí)行機構(gòu)功能與維護[J].油氣儲運，2010，29（4）：296-298.