天然气长输管道工程线路阻断阀气液联动执行力安装实践

天然气长输管道工程线路阻断阀气液联动执行力安装实践

0fer气液联动执行机构西气东输线从新疆塔里木市向南出发，终点是上海西郊的白鹤市。西气东输管道工程同时包括连接陕京线的冀宁管道工程和连接忠武线的淮武管道工程。西气东输工程与冀宁管道均选用带加长杆埋地全焊接带袖管的球阀作为线路截断阀,并配有Shafer气液联动执行机构。它主要包括3部分:执行机构、动力系统和控制系统。其执行机构在原理上属旋转叶片型;动力取自管道内的天然气;西气东输干线采用的控制系统为LineGuard2200型电控单元。电控单元具有阀门关断和数据采集2种功能。当管道爆管需要紧急切断时,LG-2200在感测到的压降速率或低压及必要的延时数据后,指挥执行器迅速关断阀门,并能记录下在爆管时管线的低压和压降速率;当管道正常工作时,数据采集功能可以记录下管道运行的最高、最低压力和压降速率,通过就地或远程下载供运行人员掌握管道运行状态。在西气东输干线投产运行第一年内,线路截断阀多次出现故障,主要表现为阀门误关和引压管变形。对上述问题进行分析,结合冀宁联络线的安装实践,对气液联动执行机构安装问题进行讨论并提出建议。1压力信号检测管和动力引压管线路截断阀共有3根引压管线,其中1根安装在截断阀的下游,用于检测管线中的介质压力。当管线的压降速率过大并达到一定的延时值,则认为管线存在破裂泄漏现象,阀门自动关闭,此引压管称为压力信号检测管;另外2根称为动力引压管,分别安装在截断阀的上下游,为执行机构提供动力气源。因为有2根动力引压管,所以只要上下游管线不是同时破裂,都能为执行机构提供动力气源。由此可见,引压管的作用十分关键,必须采用合理可靠的引压管安装方式,确保其安全运行。1.1糖厂阀外漏,管道放空,泄压引压管上安装的最靠近主管道的阀门为根部阀门,西气东输采用的是class600的法兰球阀。其作用是截断作用,一般情况下不对此阀进行操作,只有其下游的球阀检修、更换时,才进行关断操作。西气东输有多个阀室根部阀部位存在外漏现象(均是法兰面泄漏,主要由法兰垫片安装不规范、紧固不均匀、球阀自身砂眼、或球阀本身法兰端盖泄漏等原因引起)。由于该阀与主管道相连,一旦外漏,需要对干线进行天然气放空、泄压后更换,不但管线天然气损失大,而且对下游用户供气影响更大。虽然现场采用了外夹具的处理办法,暂时解决了外漏问题,但一般只能保证2～3a,无法保证长期使用,对于根部法兰处的外漏,可将阀门关闭进行密封处理,但球阀本身的外漏无法解决。对于阀门的内漏,只要能将阀关闭即可。虽然有少量泄漏,只要在更换上部设备时不会对人产生危害,可以不用处理阀门内漏。建议采用全焊接阀体,一端焊接另一端法兰连接的手动球阀或选用两端均为焊接连接的球阀。1.2地下横向敷设底部引压管即主管线与根部阀之间的引压管,一般采用1″无缝钢管。其安装应重点注意以下问题:(1)底部引压管在地面以下不应出现横向敷设的情况。地下横向敷设可能导致引压管非正常受力,严重时发生破坏事故;干线回填、干线下沉或回填土下沉均可能使横向敷设的引压管非正常受力,这种受力没有办法自然消除,只能采用开挖整改的方式解决。(2)底部引压管应选用34mm×6mm无缝钢管。根据封堵技术规范,一旦球阀阀体出现泄漏,薄壁厚的管道无法进行直接焊接封堵来更换阀门。1.3不锈钢管中间弯上部引压管,即根部阀门至执行机构之间的管线,一般采用1/2″不锈钢管进行冷弯配管。该引压管一般会受到管线下沉应力、温度应力和执行机构与阀体连接不牢的应力,为了消除这些应力,现场采用了3种不同的方式:(1)欧姆弯:将不锈钢管中间弯一个“Ω”型弯。缺点是现场制作麻烦。(2)三角弯:将不锈钢管中间弯一个“三角”型弯。缺点是其结构上弹性变形小;对于小的变形产生的应力能够满足要求,但对于稍大的变形,无法满足要求。(3)直接直角弯:该方法比较美观,但需要与引压管的安装方式统筹考虑,且需要足够的安装空间,在各角边要留有足够的长度。综上所述,建议底部引压管从干线垂直引至地面以上,上部引压管采用直角弯配管的组合方式,其配管容易,又能达到消除应力的目的。缺点是占用的空间较大,信号引压管妨碍人员的通行。冀宁管道采用了该种安装方式,并采取信号引压管安装高度局部降低的办法,基本克服了妨碍通行的缺点,如图1所示。2气液联动执行机构的装配(1)保证不锈钢管的总长度不小于600mm,以方便施工并满足引压管应力释放的要求。为保证安装时有足够的空间来保证安装长度,将引压管上阀门的安装位置全部向主管道方向靠近:全焊接球阀(根部阀)垂直安装在底部引压管上,只需将手柄部分露出地面不妨碍开关即可;法兰球阀上游法兰直接与弯头焊接(参见图1)。(2)对妨碍通行的信号引压管可以采用局部“U”型弯的形式解决,并在靠近地面的部分对引压管进行保护(参见图1)。(3)引压管应进行支撑,可以在法兰球阀的下游法兰处设支撑(参见图1)。(4)由于电控单元箱需要接地,而气液联动执行机构本体却与管线一起处于阴极保护范围之内,因此,需将电控单元箱与执行机构本体进行良好绝缘。此要求应在订货技术规格书中予以明确要求。(5)应在电控单元的适当位置上安装绝缘接头,以便使电控单元与管道绝缘。(6)接入电控单元的电力和控制电缆保护套管上无须安装绝缘接头。(7)气液联动执行机构储气罐顶部安全阀下面需增加全通径丝扣连接球阀和过渡短节,每台气液联动执行机构需要1套,以使安全阀检验拆卸方便。本条可在订货技术规格书明确要求。3储气库