某輸氣站場相關調節(jié)閥及調壓閥常見故障分析

調壓系統(tǒng)在天然氣輸送系統(tǒng)中具有重要作用，既可保證系統(tǒng)下游安全，又可實現(xiàn)供氣的連續(xù)性、可靠性。調壓系統(tǒng)可以將壓力穩(wěn)定在特定范圍，還可滿足下游供氣量需求。調壓器是調壓系統(tǒng)的一個重要部件，其可實現(xiàn)局部的阻力改變。具體而言指的是將節(jié)流面積改變，使流速、流體相關功能變化，實現(xiàn)壓力損失的不同，進而降壓。此后通過調節(jié)、控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閥后壓力保持相對恒定。為明確輸氣站場不同閥門的使用情況，以某輸氣站為例，從閥門結構、原理著手，分析了當前存在的問題及其原因，為今后閥門的選擇提供依據(jù)。

常見調壓閥及其原理

電動調節(jié)閥
電動調節(jié)閥組成部分包括：電動執(zhí)行器、執(zhí)行器與閥門間連接件、閥門部件。閥芯為閥門部件的核心，其原理為將閥桿和電動執(zhí)行器相連，控制系統(tǒng)控制電動執(zhí)行器的傳輸信號而實現(xiàn)。當前閥位和執(zhí)行器的閥門定位器比較可知，若在死區(qū)外，通過執(zhí)行命令實現(xiàn)節(jié)流口開度改變，最終調節(jié)介質流量。電動驅動裝置和其他相比，具有廣泛動力源、操作方便和迅速等優(yōu)盧 電動調節(jié)閥的執(zhí)行過程包括：當管道流體參數(shù)（如流量、壓力）出現(xiàn)變化，這些參數(shù)經(jīng)過PID計算，將模擬電流信號（4一20mA）傳遞給RTU上位機，然后在通過偏差信號（4一20mA）傳給電動執(zhí)行器，壓力和流量開度的控制可以通過調節(jié)閥閥桿內信號實現(xiàn)上下移動。

自力式調壓閥
自力式調壓閥（FL系列）可分兩部分。第一部分為調壓器，主要由閥芯、固定閥座、皮膜（和彈簧連接）等組成，在平衡狀態(tài)下，下游壓力P2（通過導壓管進人到低壓閥腔）與皮膜連接的彈簧壓力PM同負載壓力Pv（上游壓力PI通過指揮器的調節(jié)后進人到高壓閥腔）相平衡《第二部分為控制指揮器，在使用自力式調壓閥時要對調壓器進行出口壓力設定，就是通過調整螺絲G，使指揮器彈簧MS的壓縮程度發(fā)生改變，從而設定出口壓力。 其控制過程可概況為當外界給出一個干擾信號（用氣量和進口壓力的改變) ,則被調參數(shù)（出口壓力）發(fā)生變化，傳給測量元件，測量元件發(fā)出一個信號和給定值進行比較，得到偏差信號，并被送給傳動裝置，傳動裝置根據(jù)偏差信號發(fā)出位移信號送至調節(jié)機構，使閥門動作起來，調節(jié)對象輸出一個調節(jié)作用信號克服干擾作用的影響。

某輸氣作業(yè)區(qū)使用問題分析

某輸氣站在建站時，在對川中的供氣管路上使用的DN80 電動調節(jié)閥是由FISHER調節(jié)閥和BIFFI調節(jié)型電動執(zhí)行器組合而成。在實際使用中，當采用自動調節(jié)功能時，執(zhí)行器反復動作發(fā)生震蕩，系統(tǒng)無法正常工作。主要有以下原因：

• 根據(jù)FISHER調節(jié)閥的最佳流量控制曲線，閥的開度應在40％至90％范圍內調節(jié)，如果總讓調節(jié)閥在小開度范圍內工作，氣蝕、沖蝕會損壞閥芯，縮短調節(jié)閥壽命。此外，小開度使流速加快，噪音增大。
• 由于民用氣存在波峰和波谷，而工況要求在滿足流量的同時壓力恒定最重要，由于南充站調節(jié)閥選型過大造成系統(tǒng)不能正常工作，而恒定壓力恰恰是自力式調壓閥的優(yōu)勢。
• 單就功能而言，電動調節(jié)閥主要用于長輸管道的介質壓力及大流量調節(jié)，自力式調壓閥用于相對流量較小的介質壓力調定。

同時，在該輸氣區(qū)還使用了三臺DN巧0的塔塔里尼自力式調壓閥調壓，使用過程中由于P2+PM > Pv時，閥芯將移向固定閥座的位置開度減小，流量減小。分析原因如下：
當管徑一定時，壓差影響流速的大小，而流速的大小關系到流量的大小，對于氣體來講，壓力的提高使得同樣的管道在流過同樣標方氣體的時候，真正的流速下降了，因此對于氣體來講，流量和壓力是有關系的。當輸氣線壓力愈接近設計壓力，用自力式調壓閥調節(jié)流量將愈困難，這恰恰是電動調節(jié)閥的優(yōu)勢。
如果要用自力式調壓閥保證流量的滿足須減小壓差，勢必再增加一至二級調壓，這就使投資成本增加，場地施工難度增大。而調節(jié)閥可以任意設定其開度滿足流量需求。

建議

分析該輸氣站常電動調節(jié)閥和自力式調壓閥的使用情況，認為電動調節(jié)閥具有明顯優(yōu)勢，電動調節(jié)閥替換自力式調壓閥是較好的措施。其原因與電動調節(jié)閥開度具有較好的調節(jié)性有關。
實際生產(chǎn)過程中，若壓差和流量均較大，則電動調節(jié)閥最適宜；恒定壓力的情況最好選用自力式調壓閥工況最大流量的確定關系到調節(jié)閥的選型，調節(jié)閥CV值一般取值為1.1一 1.2倍工況最大流量，考慮到降噪因數(shù)，選用迷宮籠式調節(jié)閥是很好的選擇。