氮气式水击泄压阀定值测试方案优化与应用

氮气式水击泄压阀定值测试方案优化与应用

刘春元张遂马赫

中石油管道有限责任公司西部甘肃输油气分公司

摘要：本文主要根据现有西部原油长输管道甘肃分公司所辖站场氮气式水击泄压阀氮气控制系统工艺流程，结合泄压阀定期维护内容，系统对规程中设备定值测试方法存在的不足之处进行分析总结，并提出有效可行的测试方法或改进措施。

关键词：泄压阀；定值测试；氮气控制系统

前言

现有国内油品管道输送多采用单管密闭压力输送，在油品输送过程中，管道内会产生巨大的水击，水击产生的巨大压强可损坏油气输送设备，使管路发生变形，甚至产生爆炸。为了防止这类事故发生，必需采用特殊的阀门形式来泄放干线产生的水击压力。目前甘肃分公司投运的丹尼尔水击泄压阀按照控制结构方式分为先导式和氮气式，其中根据输送介质物理特性，原油管道采用了氮气式水击泄压阀，以此来满足安全工艺要求。而作为油线站场工艺运行的关键性安全保护设备，定期实施维护是提高设备运行可靠性和确保输油管线平稳安全运行的有效手段。结合实际操与作探索，对现行的水击泄压阀维检修规程内容进行优化、改进，利用科学合理的方法校准泄压阀设定值，降低校准次数，有效提高水击泄压阀设备完好率，保证维检修作业的安全性。

一、泄压阀基本情况

西部原油长输管道甘肃分公司所辖站场管线水击泄压阀均为丹尼尔氮气式水击泄压阀，共计14台，其中山丹站2台；西靖站、新堡站各2台；兰州末站8台。输送工艺设计上为进口高压，出口低压泄压阀配置。泄压阀阀枪背压由一套氮气控制系统提供，设计供气压力根据管道设计运行压力标准给定，同时考虑到环境因素对气体压力的影响，配套加入埋地恒温平移补偿气瓶装置。按照公司规程管理要求，需要对泄压阀进行每年两次的例行定值调试工作，验证其安全泄放值的准确性，能更好的做到及时发现及时处理，确保泄压阀运行正常。

二、泄压阀定值测试方案分析

为了更直观，更简洁说明问题，指出泄压阀定值测试流程最优方案，本文主要结合下图中泄压阀工艺控制流程图进行分析。在氮气式水击泄压阀控制流程中，设计一备一用两路调压阀控制管线。如下图：

氮气水击泄压阀控制简图

（一）定值测试方案一分析

此方法是目前公司修订完善后正式发布实施的检修规程制定的测试方法。当进行泄压阀定值测试时，首先要打压测试泄压阀实际泄放值。如果泄放值低于设定值时，只需对照投运管路调节控制柜中对应的调压阀，增大阀腔压力，且增压不宜过大，再次打压测试，直至泄放压力与设定压力相同或接近（不超0.1MPa）为止。如果当泄放压力值高于设定值时，需关闭氮气控制柜出口截断阀K3与埋地恒温平移补偿气瓶截断阀K5。观察干线就地压力表度数，同时打开上图所示箭头位置的阀腔压力泄放阀，对泄压阀阀腔多余压力进行泄放。继续观察干线压力表读数，当干线压力表读数下降至泄压阀设定值读数时，关闭阀腔泄放阀，再次打压确认泄放值是否在设定值泄放。此时，调节氮气控制柜调压阀关键就是以泄压阀阀腔就地压力表度数为依据，确定调压阀出口压力值，当调节出口压力与阀腔就地压力表读数相同时，打开截断阀K3与K5，并重复上述步骤，确认调试合格后，正常恢复氮气控制系统流程。

这种测试方案我们通过分析控制流程不难发现，存在严重弊端。因为在正常情况下，埋地补偿瓶瓶压与阀腔压力相等。当关闭截断阀K3与K5，对阀腔压力进行泄放时，只对两者之间的管线及阀腔压力进行降低，本身埋地补偿瓶瓶压并未根本上泄放。再加上由于气体的压缩比特性，依据阀腔就地压力表度数去调整控制柜调压阀出口压力数值，实际就已产生压力误差。当打开截断阀K3与K5后，埋地补偿瓶多余气体进入阀腔，促使阀腔压力再次升高，造成泄放值任大于泄放值。

（二）定值测试方案二分析

鉴于测试方案一中存在的问题，我们通过系统分析总结，总结出了第二种测试方案。当泄放值高于设定值时，截断阀K3与K5为常开状态，关闭控制柜调压阀出口截断阀K1或K2。同样观察干线就地压力表度数，同时打开上图所示箭头位置的阀腔压力泄放阀，对泄压阀阀腔多余压力进行泄放。继续观察干线压力表读数，当干线压力表读数下降至泄压阀设定值读数时，关闭阀腔泄放阀，再次打压确认泄放值是否在设定值泄放。此时观察控制柜内部泄压阀远传压力变送器T度数，待稳定后，记录并换算压力变送器压力，按照压力值缓慢调节调压阀，使其出口压力等于变送器显示压力，打开控制柜调压阀出口截断阀K1或K2，复核调整精度，正常恢复氮气控制流程。

此种测试方案的实施具有以下几种优势：其一是定值测试工作重复性工作少，掌握泄压阀基本控制流程人员都能轻松完成，作业参与人员少，工作效率高。其二是测试过程中调整泄放值精度高，调整量小，消除气体压缩比特性和埋地补偿瓶瓶压对定值的影响，能更好的保证泄压阀泄放值与设定值的同步性。其三是泄放值与设定值的同步性高的情况下，气体受外界温度变化而造成泄放值漂移量大幅降低，从而保障泄压阀功能的时效性。

三、优化测试方案后的应用

通过采用优化改进后的定值测试方案，氮气式水击泄压阀保持了平稳安全运行，降低了维检修成本，提高了经济效益。根据2016年以来水击泄压阀实际测试效果来看，实施优化后的定值测试方案，氮气式水击泄压阀定值测试重复性大幅降低，工作效率和定值准确率大幅提高。

四、结束语

在实际维护检修中，通过对水击泄压阀维护内容和流程进行深入评估分析，采取最合理、有效、经济的测试维护方案，可以有效提高水击泄压阀使用的可靠性，延长水击泄压的生命周期。同时，在可以在以后的工作继续加强对设备内部结构及工作原理的学习，对设备的测试维护方案进行总结完善，不断优化测试维护方案，促进测试维护人员技能提升。

参考文献：

[1]西部管道《氮气式水击泄压阀操作及维护保养规程》