張勝紅

摘? 要：在輸油管道油品輸送管線中，一些主要閥門采用電液執(zhí)行機構開關閥門，本文介紹了電液執(zhí)行機構液壓系統(tǒng)中蓄能系統(tǒng)的工作原理和出現(xiàn)超壓現(xiàn)象的原因及解決措施。

關鍵詞：蓄能器? 超壓? 解決措施

1.概述

石化輸油管道加壓泵站進出站等重要閥門均安裝了電液執(zhí)行機構，控制閥門的開關動作，電液執(zhí)行機構除了滿足正常開關閥門需要，還設置了ESD緊急關斷系統(tǒng)，采用氮氣皮囊的蓄能器蓄能推動閥門動作，使用過程中，氮氣蓄能器中的蓄能壓力會緩慢地上升，如果超過系統(tǒng)壓力設定壓力值16mpa，在長期超壓情況下，容易導致蓄能系統(tǒng)損壞，影響執(zhí)行機構液壓系統(tǒng)使用性能。

2.電液執(zhí)行機構系統(tǒng)蓄能器的工作原理

2.1 蓄能器的工作原理

油液是不可壓縮的，因此不能蓄積壓力能。橡膠皮囊式蓄能器是利用氣體（氮氣）的可壓縮性來蓄積液體的原理（即采用氮氣作為壓縮介質來積蓄能量而不是膠囊）而工作的。皮囊式蓄能器由帶有氣密隔離件的橡膠皮囊5（內裝氮氣）、油液部分和殼體4（鋼瓶）構成（圖1），位于膠囊周圍的油液與液壓回路相通。因此，當油液壓力升高到大于膠囊充氣壓力時，油液進入囊式蓄能器，氣體被壓縮，壓縮到皮囊內的氣體壓力等于油液壓力時停止壓縮，當壓力下降時，壓縮氣體膨脹，進而將油液壓入回路。

2.2 ESD緊急關斷系統(tǒng)結構與原理

液壓皮囊式蓄能器是利用氣體（氮氣）的可壓縮性來蓄積液體的原理（即采用氮氣作為壓縮介質）而工作的。膠囊內氣體體積隨壓力的變化而變化，在執(zhí)行機構液壓系統(tǒng)中，蓄能器內部壓力正常情況下均保持在14mpa-16mpa之間（該壓力能夠在系統(tǒng)掉電時，至少關閉閥門一次），當電磁閥收到DCS系統(tǒng)遠程ESD信號自動打開或就地人工手動打開時，蓄能器將內部儲能壓力釋放出來，推動液壓缸內活塞帶動閥門動作，當蓄能器蓄能壓力低于低壓開關設定值14mpa時，壓力泵對蓄能器進行沖壓壓縮氮氣囊，補充蓄能損失的壓力，蓄能器與液壓泵之間設單向閥6，當泵電機停止運轉時，防止蓄能器中所儲存的壓力油倒流，對壓力能進行儲存（如圖2）。

3.影響蓄能器蓄能壓力超壓的因數(shù)

3.1在沖壓泵對蓄能器沖壓工作時，由于蓄能器進口的溢流閥溢流值設置不正確和壓力控制開關設置值不匹配時，會出現(xiàn)蓄能器壓力超壓現(xiàn)象。

3.2在沖壓泵不工作時，液壓缸內部液壓油和蓄能器內部氮氣受到溫度變化影響系數(shù)不一致。由于執(zhí)行機構液壓缸、動力模塊等部位均是一個密閉的空間，當溫度變化時，液壓油受到溫度升高的影響出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，液壓缸內的壓力升高，通過單向閥，壓縮蓄能器內的氮氣囊，緩慢對蓄能器進行充壓。由于單向閥的單向鎖壓作用，蓄能器內部壓力逐步積累，蓄能器內部蓄能壓力出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。蓄能器內部氣體受到溫度變化，也會對蓄能系統(tǒng)壓力造成一定的影響。由于溫度的變化，可視蓄能器內部氣體為等容變化，根據(jù)等容熱力學定律。

式中：p1-初始壓力；

p2-系統(tǒng)溫度變化后的壓力；

t1-初始溫度；

t2-變化后的溫度；

由上式可以看出溫度變化會引起皮囊蓄能器內部蓄能壓力變化。

4.系統(tǒng)超壓現(xiàn)象的處理方法與措施

4.1對蓄能器系統(tǒng)內部增加一個溢流閥

從執(zhí)行機構蓄能系統(tǒng)（圖2）可以看出，正常情況下電磁閥處于關閉狀態(tài)，當蓄能器內部壓力逐步積累上升超過要求的值時，蓄能器內部積累的超壓部分蓄能不能自動釋放出去，為防止蓄能器內部壓力超高對管路系統(tǒng)的危害，在蓄能器電磁閥與單向閥管路上增加設置一個輔助溢流閥組7，當蓄能器內部壓力高于溢流閥設定值時，溢流閥動作泄壓，能夠有效防止蓄能器內部蓄能壓力出現(xiàn)超壓現(xiàn)象（如圖3）。

4.2蓄能器基礎壓力檢測

氮氣蓄能器內部一般沖壓在3-5mpa壓力，當?shù)獨饩徛孤е滦钅芷鞅４鎵毫Σ蛔愫?，也可能導致?zhí)行機構在運行中壓力超壓現(xiàn)象，需要定期檢測蓄能器基礎氮氣壓力。當基礎壓力不足時，需要排除蓄能器泄漏氮氣可能性后進行沖壓，保證基礎壓力在合格范圍內。

4.3? 定期對執(zhí)行機構的溢流閥和高低壓壓力開關進行壓力設定

通過打壓泵對溢流閥模塊打壓，使用壓力校驗儀檢測溢流閥的溢流設定值，對溢流閥進行調整設定，壓力開關也可以采用同樣的方法進行定壓（圖4），使用打壓泵在對溢流閥模塊打壓時，持續(xù)對溢流閥模塊打壓，當壓力達到溢流閥動作值時，溢流閥泄壓，壓力降低，通過調整溢流閥堵絲對溢流閥進行調整，溢流閥動作情況（圖5），約16mpa為溢流閥溢流點。由于系統(tǒng)工作時的液壓油流量較大，使用校驗儀設定時，可適當?shù)卣{低溢流值。

總結：

定期檢查并設定恰當?shù)男钅芷黝A充裝壓力，檢查液壓系統(tǒng)壓力情況，并周期性地對電液執(zhí)行機構液壓系統(tǒng)的溢流閥組、高低壓壓力開關、進行檢查整定，設置合理的壓力值，對存在壓力控制不穩(wěn)定的溢流閥等部件進行更換，減少溫度變化和沖壓泵對系統(tǒng)沖壓過壓時對電液執(zhí)行機構液壓系統(tǒng)的影響。