氮气式水击泄压阀常见故障分析及处理.pdf

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1、(；、linPetrolet．n＆Che}祷icalIndustrt氮气式水击泄压阀常见故障分析及处理中石油管道联合有限公司西部甘肃输油气分公司(兰州730030)范希磊裴卓胜刘天巍【摘要】公司所辖长输原油管线使用的氮气式水击泄压阀在运行过程中，因为多方面原因造成管道超压后泄压阀不能按照设定的开启压力正常泄压的故障，同时由于员工对设备不了解，故障原因分析不彻底，不能有效排除故障，简单地进行处置，造成泄压阀长期运行不稳定。通过深入研究氮气式水击泄压阀的结构及工作原理，分析总结了氮气式水击泄压阀不能正常泄压常见故障的原

2、因及解决方法。【关键词】长输油管线泄压阀水击故障一．前言长距离输送原油、成品油等液体管道，在液体输送过程中，由于站场甩泵、阀门意外关断等现象会引起管道中液体流速发生急剧变化，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化，产生水击现象，对管道本体和连接的泵、阀、法兰等设备造成严重的冲击或破坏。氮气式水击泄压阀就是广泛的应用于原油长输管道中，在原油输送过程中产生水击现象时，能自动开启阀门，泄放水击压力，达到保护管道及其他设备的作用，避免产生重大的安全生产事故。氮气式水击泄压阀作为干线安全泄放装置，在长输管道中具有十分重要的作用

3、，阀门泄放压力整定工作通常要求每年至少进行2次，以保证泄放有效。但是在实际生产中，由于多方面的原因，在管道压力达到甚至超过氮气式水击泄压阀的泄放开启压力时，阀门仍然不能自动开启，不能泄放管道中的压力，对管道及设备造成破坏。二．故障分析与处理方法1。测试值允许的上下偏差水击泄压阀开启泄放压力是一个唯一的定值，但在测试中往往允许有一定的上下偏差，以提高测试工作的可执行性。不同厂家的设备对设定允许的范围不尽一致。中石油管道联合有限公司西部甘肃输油气分公司使用的某品牌的氮气式水击泄压阀允许的偏差为4-2％。一站队使用9台氮

4、气式水击泄压阀，有5种开启泄放值(见下表)。从表中可以看出，对泄放压力较高的高压泄压阀，允许的偏差值超过0．5MPa，如果在2次测试过程中分别取上、下允许偏差值为开启泄放值，那么2次整定值就差0．5MPa，从而导致管道压力少量超高时，水击泄压阀无法自动开启，无法泄放压力。氮气式水击泄压阀阀允许偏差值表13．2139．82．01．0瞩I1．02—0．9813．46钆12．93613．26—12．749．996—9．6042．06一1．96伸嚆in日0．528O．520．3920080．04l嘲．_II圆i，2．测试设

5、备精度等级不够氮气式水击泄压阀测试中，需要在手动打压泵上安装压力表，通过该压力表的示数确定泄压阀的整定值。打压泵的压力表精度和准确性对确定泄压阀整定值有重要的影响。为提高整定值的准确性，可以从以下三方面提高压力表精度。1)选择高精度压力表，比如0．01级。2)根据压力设定值的大小选择不同量程的压力表，压力值量程为工作压力的2—3倍。3)测试前对压力表进行校准检验。对泄压阀进行定值测试时，通过手摇泵对泄压阀前管线进行打压，通过观察手摇泵压力表值，确定管线压力达到设定值，如果达到设定点时泄压阀开启泄压(打压压力不得超过

6、规定设定值压力的5％，防止设备损坏，人身伤害)，设定泄放压力测试完毕。通过对泄压阀的定值测试过程可以看出，打压泵的压力表精度对确定泄压值有重要的影响。为减少设定的泄压值和实际值间的误差，还可以从以下三方面提高压力表精度：1)选择高精度压力表，比如0．01级。2)根据压力设定值的大小选择不同量程的压力表，压力值量程为工作压力的2—3倍。3)测试前对压力表进行校准检验。3．氮气式水击泄压阀阀腔压力暗涨氮气式水击泄压阀由阀体和氮气控制系统组成，结构较复杂。阀本体主要由阀壳、阀塞、弹簧及密封原件等组成，如图l所示。开启泄放

7、压力值=阀腔氮气压力+弹簧压力介质流向《三二]图1氮气式水击泄压阀阀体结构温差补偿平(地埋设计)2．氮气室3弹簧4阀塞5阀壳石油／化I通用机械僦繇fisPeiroleum煮(7ze攒icat1}uhistr)随着设备使用时间的增长，弹簧逐步发生塑形变形，导致弹簧的弹力逐渐变化，而这种变化是不可恢复的，因此氮气式水击泄压阀需要定期测试，以消除弹簧弹力的衰减而导致的阀门开启泄放压力的降低。阀腔压力由充入的高纯氮气提供。由于设备本体体积较小，阀腔容积约0．01m3(以DN250阀门为例)，该容积下的氮气压力容易因环境温度

8、的变化而大幅度的波动，因而氮气式水击泄压阀通常埋地设置一只温差补偿瓶，增大阀腔容积的同时降低因环境温度的变化而导致压力的波动。氮气式水击泄压阀的日常管理和定期测试中，阀腔压力是一个重要的参数，阀腔压力往往会发生“暗涨”，而且涨量会逐渐增大，从而导致管道超压时阀门不能自动开启。如图2所示，氮气源一般由制氮设备或高压氮气瓶提供，气源压力通常高于阀腔压力3—5MP