浅谈“调压撬”在输气管道工程设计中的应用

浅谈“调压撬”在输气管道工程设计中的应用倪鸿雁（江汉石油管理局勘察设计研究院）摘要本文简述了在输气管道工程中站场的调压系统和安全装置系统设计中常用“调压撬”的工作原理，结构，同时也总结了其优、缺点。关键词“调压撬”压力调节系统安全装置系统一、前言随天然气进入人民生活越来越广泛，输气管道工程设计技术也日益成熟，设计人员在设计中贯彻国家有关法规和方针政策，统一技术要求，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量。2003年10月1日开始实施的国家标准输气管道工程设计规范（GB502512003）对输气站场的压力调节系统和安全装置系统的设计要求规定如下压力系统运行监控应符合下列规定1、应对进、出站的气体压力进行监控。2、压力调节控制宜优先采取自力式调节控制方式。对连续供气的管线宜采取双回路或多回路并联的压力调节系统。安全装置系统当供气压力超限会危及下游供气系统设施安全时，应设置可靠的安全装置系统。当可能的最高进口压力与允许最高出口压力之差大于16MPA和进出口压力之比大于16时，可选择下列措施1、每一回路串联安装2台安全截断设备；安全截断设备应具备快速关闭能力并提供可靠的截断密封。2、每一回路安装1台安全截断设备和1台附加的压力调节控制设备。3、每一回路安装1台安全截断设备和1台最大流量安全泄放设备。在实际工程设计中最常用的就是选用第一种方式。二、结构和原理通常在输气站场（首站、末站或城市门站）的设计中，把上述规范中的两条规定综合起来，根据站场具体需要设计成一个或多个“调压撬”，在工程上有叫“调压火车套”或“串级监控”。目前常用的“调压撬”结构类型有两种如图一和图二所示为一工程实例“调压撬”部分的PID简图。从图中可以看出两者的相同点1、调压撬通常由两路组成，一备一用，以撬装形式供货，所以称调压撬；2、每一路主要由两个自力式调压阀PCV和一个安全截断阀SDV组成，其中两个自力式调压阀组成调压系统，安全截断阀为安全装置系统，其关断状态在控制室显示；每一路前面的自力式调压阀（即图中PCV13A/B）为监控调压器，后面的自力式调压阀（即图中PCV12A/B）为主调压器；3、在正常工作情况下，主调压器起定值控制作用，监控调压器起随动控制作用，监控调压器根据阀后压力变化改变阀的开度，从而起到一个校正的作用，使阀后压力很快返回给定值范围。这样主调压器和监控调压器互相配合，大大改善了调节过程的品质，缩短了调节过程。4、在异常情况下，主调压器如果发生故障时，阀门将处于全开状态，监控调压器将接替调压。设计上监控调压器发生故障时，阀门将处于关闭状态，该路就失去调压作用；为保证下游管网及设备的安全，如果监控调压器在故障时不能自动关闭，下游压力的升高将激发调压撬进口SDV阀自动关闭，从而达到二级保护作用，控制室对其状态进行报警。图一图二图一和图二是两种调压撬设计组合方案，两者的区别就是工艺阀的选用区别，从而造成两者在工作原理上有一些小的差别。图一所示调压撬在正常工作时，所有的工艺阀都是开启的，调压撬上面一路起主调作用，下面一路备用，六个阀的设置点均不一样。备用的一路中，SDV阀处于全开状态，其他两个阀PCV处于关闭状态。主调作用的一路工作原理与上述相同，经过调压撬调节后阀后压力达到36MPA左右，如果主调压器PCV12A发生故障，则监控调压器PCV13A接替主调压器调压，阀后压力达到37MPA左右。如果监控调压器PCV13A发生故障，这时有两种状况发生第一、监控调压器PCV13A自行关闭，那么这路将失去调压作用，而且暂时切断了下游气源，那么阀后压力会下降。当压力下降到35MPA时，备用路的监控调压器PCV13B开启，但由于主调压器PCV12B关闭，所以阀后压力继续下降，当压力下降到34MPA时，主调压器PCV12B开启，这时，备用路就真正开始工作了。第二、监控调压器PCV13A不能自行关闭，那么该路的压力就会上升，当阀后压力达到45MPA时，安全截断阀SDV14A会自行关闭，该路将失去调压作用，与第一的原理相同，备用路开始工作。所以不管主调路的监控调压器发生哪种状况，主、备调压都能很好的自动切换调压，而且调压效果很好。上述是图一最常用的工作方式，还有一种，就是两路对应阀的设置点均相同，一路工作的时候，另一路前面的工艺截止阀关闭，当工作的一路失效时，手动开启另外一路。图二在每路多了一台电动球阀，有一路在调压同时，另一路备用，当其中一路发生故障，则开启电动阀，另外一路开始工作，两路的设置点是一样的。三、小结上面两种结构类型的调压撬在输气管道工程设计中都经常用到，图一由于没有使用电动球阀，相比较图二而言，在监控方面就少二个控制点，也就少了两个故障点，另外也节约了成本，现在比较受到用户欢迎。电动球阀一般用在站场的进口或出口