楊春花

摘要：本文闡述了先導(dǎo)式水擊泄壓閥的組成結(jié)構(gòu)與原理，分析了閥門誤動作、先導(dǎo)閥過濾器堵塞、錐形閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)等典型故障原因，提出了處理措施與改進(jìn)建議。

Abstract： This paper describes the structure and principle of pilot type water hammer pressure relief valve， analyzes the valve misoperation， pilot valve filter blockage， cone valve core can not reset or seal is not strict and other typical failure reasons， and puts forward the treatment measures and improvement suggestions.

關(guān)鍵詞：水擊泄壓閥;動作原理;故障;聯(lián)鎖保護(hù)

Key words： water hammer relief valve;action principle;fault;interlock protection

0 ?引言

新建成品油管道一般采用密閉輸送方式，發(fā)生水擊時增壓波可能引起液柱分離，超壓嚴(yán)重時危及管道運(yùn)行安全。為保護(hù)管道和附屬設(shè)施安全，一般采用調(diào)節(jié)閥保護(hù)、泄壓閥保護(hù)、壓力開關(guān)停機(jī)保護(hù)等三級保護(hù)措施。作為保護(hù)輸油管道系統(tǒng)的重要設(shè)備，水擊泄壓閥的動作性能直接關(guān)系到泄壓閥保護(hù)功能能否實(shí)現(xiàn)。

1 ?先導(dǎo)式水擊泄壓閥的組成結(jié)構(gòu)與動作原理

1.1 先導(dǎo)式水擊泄壓閥結(jié)構(gòu)原理

現(xiàn)以DANEL先導(dǎo)式水擊泄壓閥為例，水擊泄壓閥由主閥、先導(dǎo)閥、過濾器、集成塊及附屬管線組成（見圖1，集成塊不可見）。

1.2 先導(dǎo)式水擊泄壓閥動作原理

先導(dǎo)式水擊泄壓閥的先導(dǎo)閥由前室、中室、后室組成，前室、中室、后室分別與水擊泄壓閥本體的前腔、中腔、后腔連通。正常工況下，管道流體對先導(dǎo)閥活塞的軸向力小于先導(dǎo)閥調(diào)整彈簧力，流體經(jīng)過先導(dǎo)閥連通閥門本體前腔、中腔（見圖2）。此時，管道流體對錐形閥芯的軸向力小于彈簧變形產(chǎn)生的預(yù)緊力，閥門關(guān)閉，錐形閥芯與閥座接觸面形成密封帶。

當(dāng)成品油管道內(nèi)產(chǎn)生瞬時水擊，壓力超過泄壓閥預(yù)設(shè)壓力值時，先導(dǎo)閥活塞動作，先導(dǎo)閥中室與后室連通。此時，水擊泄壓閥后腔與中腔相連（見圖3），中腔泄壓，彈簧對錐形閥芯的作用力小于上游流體對錐形閥芯產(chǎn)生的軸向力，閥芯快速開啟，保護(hù)管道和設(shè)備不被破壞。

2 ?先導(dǎo)式水擊泄壓閥典型故障原因分析

根據(jù)水擊泄壓閥故障的外在表象，主要故障可歸納為三類：閥門誤動作、先導(dǎo)閥過濾器堵塞、錐形閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)[1-3]。

2.1 閥門誤動作

先導(dǎo)式水擊泄壓閥誤動作一般表現(xiàn)為中腔泄壓或欠壓、先導(dǎo)閥誤動作?？赡茉?yàn)椋?/p>

①多管組件與閥體連接的靜密封面滲漏，閥門中腔泄壓。當(dāng)中腔壓力補(bǔ)充不及時且錐形閥芯上游壓力大于中腔背壓、彈簧彈力的合力時，錐形閥芯開啟，閥門誤動作。

②先導(dǎo)閥過濾器堵塞、異物卡阻或過濾器內(nèi)積水遇低溫結(jié)冰，導(dǎo)致先導(dǎo)閥前室和中室產(chǎn)生差壓，先導(dǎo)閥動作，閥門中腔和后腔連通后泄壓，錐形閥芯開啟，閥門誤動作。

2.2 先導(dǎo)閥過濾器堵塞

正常工況下，先導(dǎo)閥、主閥內(nèi)流體保持靜止?fàn)顟B(tài)，過濾器內(nèi)無介質(zhì)流動。引起介質(zhì)流動并將雜質(zhì)帶入過濾器的原因可能有三種情況：

①水擊泄壓閥開啟測試時，中腔泄壓后補(bǔ)壓引起過濾器內(nèi)介質(zhì)流動;

②開啟測試或閥門誤動作后，錐形閥芯歸位過程中閥門中腔補(bǔ)壓引起介質(zhì)流動;

③錐形閥芯與閥座密封不嚴(yán)，閥腔內(nèi)介質(zhì)流動引起過濾器內(nèi)介質(zhì)流動。當(dāng)閥芯反復(fù)動作時，過濾器內(nèi)雜質(zhì)積累在濾芯外，引起過濾器堵塞;

④油品本身不潔凈或清管作業(yè)等活動引起油品內(nèi)雜質(zhì)增加;

⑤油品含水率較高，過濾器內(nèi)積水，當(dāng)環(huán)境溫度較低、伴熱帶未投用或發(fā)熱量不足以及保溫效果不佳時，積水結(jié)冰引起過濾器堵塞。

2.3 錐形閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)

錐形閥芯動作后無法復(fù)位或密封不嚴(yán)是水擊泄壓常見故障。長時間不復(fù)位或密封不嚴(yán)，可能引起泄壓罐冒頂。引起主閥閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)的原因可能有：

①雜質(zhì)停留于錐形閥芯、閥座接觸面上，造成閥芯回位時密封不嚴(yán);

②先導(dǎo)閥過濾器堵塞，造成主閥中腔與后腔連通后泄壓，錐形閥芯無法復(fù)位;

③主閥彈簧件損壞或設(shè)計(jì)制造精度、安裝不到位，造成彈簧變形產(chǎn)生作用力小于管道流體對錐形閥芯的軸向力;

④開啟壓力設(shè)定值低于水力計(jì)算確定值。

3 ?典型故障處理方法與改進(jìn)建議

針對閥門誤動作、先導(dǎo)閥過濾器堵塞、錐形閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)等三類典型故障，應(yīng)根據(jù)閥門動作原理和密封原理，尋求解決措施。

①做好閥門等關(guān)鍵物資的駐廠監(jiān)造和物資采購到貨驗(yàn)收，確保彈簧設(shè)計(jì)制造具有足夠的剛度，閥門密封性能、動作性能等性能出廠測試合格。

②要建立先導(dǎo)式泄壓閥維護(hù)保養(yǎng)和檢修規(guī)程，明確閥門檢修周期及密封件更換周期。管道運(yùn)營單位要充分利用停輸機(jī)會，嚴(yán)格規(guī)程進(jìn)行水擊泄壓閥開啟壓力定值測試，精確測試和調(diào)整先導(dǎo)閥開啟壓力，保證水擊泄壓閥開關(guān)動作可靠、反應(yīng)靈敏;嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行閥門解體檢修，清理先導(dǎo)閥過濾器雜質(zhì)和主閥密封面雜質(zhì)，更換老化、損壞的密封件。

③低溫時段要做好先導(dǎo)閥保溫措施。北方地區(qū)要投用電伴熱，設(shè)置保溫巖棉和保溫鐵皮，防止先導(dǎo)閥中積水結(jié)冰，增大流體流動性，降低堵塞、異物卡阻和結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)。

④改造先導(dǎo)式水擊泄壓閥前的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將手動執(zhí)行機(jī)構(gòu)更換為電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時，設(shè)置泄壓罐高液位報(bào)警連鎖關(guān)閉泄壓閥前電動截?cái)嚅y的保護(hù)邏輯，降低錐形閥芯無法復(fù)位或密封不嚴(yán)故障處理不及時的冒罐風(fēng)險(xiǎn)。

⑤加強(qiáng)對聯(lián)鎖保護(hù)功能涉及的流程、工藝參數(shù)和報(bào)警管理，以及保護(hù)裝置休眠管理和聯(lián)鎖保護(hù)功能測試，確保安全保護(hù)裝置、自動控制系統(tǒng)性能可靠。

4 ?結(jié)論

先導(dǎo)式水擊泄壓閥作為成品油管道水擊保護(hù)系統(tǒng)的重要設(shè)備，設(shè)備完好狀態(tài)至關(guān)重要。實(shí)際生產(chǎn)中，管道運(yùn)營單位設(shè)備管理、自動化管理人員要熟悉掌握閥門故障現(xiàn)象的原因分析方法，嚴(yán)格按照維護(hù)保養(yǎng)和檢修規(guī)程、連鎖保護(hù)功能測試規(guī)程，做好閥門保養(yǎng)和檢修、保護(hù)邏輯測試等工作，確保閥門和自動控制系統(tǒng)性能可靠。

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