水击泄放阀在长输管道中应用研究

水击泄放阀在长输管道中应用研究 水击泄放阀在长输管道中应用研究 水击泄放阀在长输管道中应用研究 房旭鹏 摘要水击现象在长输管道中的危害,水击泄放阀在长输管道水击保护中的应用,用 于西部原油管道和戍品油管道的两种水 击泄放阀结构,工作原理及维护. 关键词水击泄放阀先导式氮气式 中图分类号文献标识码B 一 前言 , 国内外长距离油气输送管道的发展趋势是管道网络化和密 闭输送,这必然使长输管道水力系统更复杂,更容易形成水击. 为了有效地防止水击现象发生,确保长输管道安全运行,长输管 道必须具备完善的泄压系统,水击泄放阀就是泄压系统中的关 键设备. 1.水击危害 水击又叫做水锤现象,是在压力管道中,由于某种原因而引 起的管内压力的突然变化.如开关阀门过快,突然停泵,清管器 突然卡死等,均会引起管道中油流的骤变,这种变化产生一种压 力波,在管线中迅速传递,产生水击.水击压力是由于惯性造成 的,其实质是油流在管道中的动能和压力能的相互转换. 水击对输油管道的直接危害是导致管道超压,包括两种情 况:一是水击的增压波有可能使管道压力超过允许的最大工作 压力,使管道破裂;二是减压波有可能使稳态运行时压力较低的 管段压力降至液体的饱和蒸汽压,引起液流分离.对于建有中间 泵站的长距离管道,减压波还可能造成下游泵站进站压力过低, 影响下游泵机组的正常吸入. 水击所产生的压力波,在输油管道内以1000,1200nYs的 速度传播.水击压力的大小和传播过程与管道条件,引起流速变 化的原因及过程,油品物性,管道正常运行时的流量及压力有 关.对于输油管道,管道中液流骤然停止引起的水击压力上升速 率可达1MPa/s,水击压力上升幅度可达3MPa.惯性水击波的传 播使增压值迭加在原有的液压之上,造成管道局部超压,振动而 导致管道破裂,损坏设备,威胁管道运行安全. 2.水击泄放阀及其特点 水击泄放阀由阀门本体和驱动单元两部分组成.根据阀门 本体结构,水击泄放阀分为充装式和轴流式.根据驱动力的来 源,水击泄放阀分为自力式和他力式.根据其驱动力类型,水击 泄放阀分为电磁式,先导式和氮气式. 目前在长输管道上应用最广的水击泄放阀是美国DANIEL 公司生产的,该公司的水击泄放阀有充装式和轴流式两种.苏丹 六区块,采用的是氮气充装式水击泄放阀,西部管道,采用的是 轴流水击泄放阀.DANIEL公司的水击泄放阀具有以下优点: 高泄流能力,这意味着在满足泄放量的情况下,用户可以选 择较小的水击泄压阀,节省成本; —缝生夔塑, 反应速度非常快,先导式的响应时间<100ms; 超压度小,先导式的超压度<0.17MPa; 关闭迅速,但在关闭的过程中不会产生水锤; 具有高精度的特点,先导式的泄放精度变化<?1%. 二,用于西部原油成品油管道的两种水击泄放阀比较 西部原油成品油管道 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 采用了两种水击泄放阀,成品油 管道采用美国DANIEL公司生产的先导式轴流水击泄放阀,原 油管道采用的是美国DANIEL公司生产的氮气式轴流水击泄放 阀. 1.先导式水击泄放阀 先导式水击泄放阀,属于自力式泄放阀,其驱动力为管道 中的介质压力,先导式水击泄放阀的取压点在水击泄压阀的上 游管线上,通过感应导管,压力传递到导阀中.阀本体是轴流式 的,驱动单元包括导阀,感应导管,压力表和几个控制阀,结构 见图l. 水击泄放阀泄放管道 图1 先导式水击泄放阀的导阀有三个腔,前腔,中腔和后腔, 其中有一个十字形的双活塞,导阀的内活塞可以左右移动. 通过内活塞的左右移动,来改变导阀与阀门本体的连通方式 (图2). 水击泄放阀本体三个相互封闭的腔,分别与导阀的前, 中,后腔相连.当水泄放阀上游压力小于设定压力时,导阀内 活塞处于左侧,导阀的前腔和中腔分别与阀门本体的前腔和 中腔连通.此时,阀塞座内压力等于座内弹簧压力与上游压力 之和,大于上游压力,阀关闭;当水击泄放阀上游压力大于设 定压力时,导阀内活塞移至右侧,从而切断了导阀的中腔与阀 门本体中腔的连通,此时,阀塞座内压力等于座内弹簧压力, 设苗管理与维修2008No4团 接后腔接中腔接前腔 图2 小于上游介质的压力,水击泄放阀的阀芯被上游介质的压力 推开,管线泄压. 由于先导式水击泄放阀以管道中的压力为驱动力,确保压 力导管畅通是关键,这就要求管道中介质的黏度要小.所以先导 式水击泄放阀,主要用于成品油管道中.为了确保压力先导管畅 通,在先导管上要增加电伴热和保温. 由于阀门本体中有软密封装置,在安装阀门前一定要对泄 压管线进行吹扫,防止管线中硬杂质破坏阀门软密封.西部管道 在投用先导式水击泄放阀之前,先短接阀门上下游管道,通过人 为泄压对泄压管线进行冲刷,确保水击泄放阀前后介质中的杂 质最少. 根据西部管道两年来的运行情况, 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出先导式水击泄放 阀产生的故障和排除方法如下: 安装完毕后阀门不能保持压力.管道中的杂物使阀芯无法 回到密封座上或密封座上存有焊渣.将阀门从管道上拆下来,清 除管道内杂物,更换密封座密封; 操作不稳定.阀芯表面有划伤;导阀或控制器有问题.拆掉 阀芯进行修理或更换.检查导阀控制器; 在中立位置时阀门有打开的趋势.阀芯的0形环,导阀座 或控制器座被卡住或损伤.拆卸并更换; 阀门动作迟缓.在气体腔中有液体,或者是液体腔中有气 体.吹扫阀芯腔; 阀门不能调节压力.控制线连接不当;控制线在U/S管道中 的湍流区域.根据安装 指南 验证指南下载验证指南下载验证指南下载星度指南下载审查指南PDF 进行检查和安装,将控制器的测压管 移到层流区; 阀门操作产生出锯齿状的不同特性曲线.阀门过大;控制器 的设定值过高.检查阀门的能力表,调节控制器. 2.氮气式水击泄放阀 氮气式水击泄放阀属于他力式泄放阀,阀门本体还是轴流 阀门,驱动力是氮气,有一套完整的氮气驱动单元.驱动单元 主要包括氮气控制柜,引压管,压力表,充气阀,泄压阀,截断 阀和温差补偿瓶.和先导式水击泄放阀最大的区别是,有一套 复杂的氮气系统,西部管道氮气控制系统是4020型氮气控制 盘. 氮气式水击泄放阀阀门本体中只有一个通道与氮气导管相 连,氮气直接进入密闭的阀腔,而且压力是相对稳定的.氮气控 制系统提供的压力和平衡弹簧压力一起平衡阀前上游介质的压 力,当上游介质压力等于或小于氮气压力与平衡弹簧压力之和 时,阀关闭;反之,阀开启,管线泄压. (1)4020型氮气控制盘操作注意事项.4020型氮气控制盘 固设置_理与维僖2008?4 的压力变送器,压力开关,电磁阀和接线盒就为防爆 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,在接 线或校验时必须保持防爆密封;给控制盘冲压必须是干燥清洁 的氮气源;在控制盘和氮气源之间,控制盘与水击泄压阀之间的 氮气管路上,必须装有气密性良好的截断阀;控制盘日常巡检和 压力调节器的切换操作,由运行值班人员负责.压力调节器,安 全泄放阀和电磁阀的整定,检修,压力开关,压力变送器,压力表 的校验,由仪表专业人员负责. 由于氮气压力随温度的变化而变化,为了使氮气压力保持 相对平稳,提高水击泄放阀的可靠性,在氮气供应系统外增加了 一 个温差平抑氮气瓶.当氮气供应系统向阀芯充气加压时,温差 平抑氮气瓶也被填充上同样压力的氮气,同时可使温度的变化 对氮气压力的影响最小.温差平抑氮气瓶,需进行隔热保温处 理,可以埋地或者置于地窖埋地处理.西部管道的温差平抑氮气 瓶,进行了地窖埋地处理,此方式使氮气瓶的检查和操作非常容 易. 氮气是一种无气味无污染的清洁气体.但是由于氮气式水 击泄放阀结构相对复杂,氮气容易泄漏,维护比较烦琐,所以这 种水击泄放阀一般只用于原油管道. (2)运行中注意的安全问题.连接到调压阀的连接管要清 洁.将调压阀和连接件等表面的油污和黄油搽拭干净;在开启 调压阀前,应确保氮气瓶口清洁,无污物;不要在不确定是否 安全的环境中,检查有泄漏或有损坏部件的调压阀.在系统内 压力未泄放到正常大气压前,不要松开或拆卸组件,否则压力 将推动拆卸下的部件伤人;在运输氮气瓶前,应将氮气瓶阀门 关闭,拆除阀门上的调压阀等,然后使用瓶口帽将瓶口保护 好:在进行供气的氮气瓶上,应确保有手轮或扳手,以便在紧 急情况下关闭氮气瓶;安装完成后,检查调压阀和所有的连接 接口,确保无泄漏;在任何的维修后,都应进行渗漏检查;日常 巡回检查,重点是观察氮气控制系统的压力,确保氮气供给回 路没有泄漏. (3)氮气式水击泄放阀经常出现的故障及处理.阀门不能关 闭.有杂物在阀芯和阀座之间,阻止阀芯回位;阀座上有焊接飞 溅等.将阀门从管线上拆下,清理杂物;如果阀座上有焊接飞溅, 则需更换阀座;阀门卸压点漂移.阀芯表面滑伤或阀芯偏斜.修 理或更换阀芯;当阀门在临界点附近时,有缓慢开启的趋势.阀 芯0形环磨损或损坏.系统内氮气泄漏.更换0形环,检查并 修补泄漏点;动作迟缓.气体腔室内积水.检查清洁阀芯腔室;不 能维持设定压力.气体供应部分泄漏.检查并拧紧各个节点;压 力设定点波动.温度对氮气压力的影响.检查温度平抑氮气瓶埋 地或隔热处理是否良好;氮气瓶低压报警.控制柜后氮气瓶压力 不足.充氮气;低压报警.调压阀后管线泄漏.检查并堵塞泄漏 点.高压报警.调压阀失效.检修调压阀;氮气损失快.温度平 抑氮气瓶保温隔热不好.检查温度平抑氮气瓶埋地或隔热保温 是否良好.W08.04-15 作者通联:西部管道公司甘肃分公司生产技术科兰州市 城关区张掖路1号保利大厦24楼730030 E-mail:fangxpgO5@126.com (编辑利文]