长输高压天然气管线投产初期Shafer执行机构操作改进获奖科研报告

长输高压天然气管线投产初期Shafer执行机构操作改进获奖科研报告【摘要】由于Shafer执行机构操作正常工况下需要在储气罐内有4MPa管线介质气体，而投产初期管道内压力达不到这个工况要求，从而导致只能通过人工现场手动操作，为解决这个问题，我们通过现场的实际改进，解决了这一问题。

【关键词】Shafer气液联动执行机构;注氮;ESD模拟控制

引言

随着输气管道数量的逐年增加，作为监控输气管道运行重要保护器的指标—线路截断阀的性能突显出的作用，同时它是确保管道安全平稳有效运行的必要条件。线路截断阀Shafer气液联动执行机构控制执行，在投产初期它的工作状态逐渐成为投产工作中关注的焦点之一。Shafer气液联动执行机构储气罐中达到4MPa的气体方可正常应急启闭阀门动作一个行程一次，在天然气管道投产初期，管线压力较低，气液联动执行机构无法靠管线介质压力正常启闭，且投产初期也是新建管道出现问题最多的阶段，一旦在投产期间出现问题急需关闭阀门时，只能靠人工手动操作执行机构关断阀门，操作人员将被置于易燃易爆的风险之中且费时费力，延误解决问题的时间，很可能使问题、事故扩大化，造成不必要的损失。因此在投产初期如何有效地将阀门紧急关断，是保证投产期间安全和可行性的最主要问题和控制点。

步骤1、执行器处于全开位置，液压油无压力，执行器无旋转动作。

步骤2、执行器正朝关位顺时针方向旋转，高压液体进入关入口，压力补偿通道使得两关闭腔体同步受压，此时，执行器产生完全的扭拒，推动叶片转动。

步骤3、一旦执行器到达指定位置，液压油压力通过执行器自身控制得到释放，达到动作目的。

在投产前对Shafer气液联动执行机构注入一定压力的氮气，其作用一、通过注氮可以检查执行机构各连接件的密封性能，有问题及早发现，及时处理，为顺利投产排出隐患。二、投产初期，管线压力较低，发生紧急情况可通过执行机构储气罐封存的氮气模拟ESD系统，仅需几十秒，甚至十几秒，便可快速高效的将阀门关断，避免事故扩大化。

在了解Shafer气液联动执行机构内部结构及原理的情况下进行注氮工作，工作所需氮气为高压普通氮气，氮气瓶压力初始压力在12MPa-15MPa，引压管接头全部为金属硬密封，加工精度高，一般为进口接口，具体步骤及要点如下：

1、检查减压阀状态，使处于不调压状态，执行机构进气阀门处于关闭状态;

2、安装减压阀，检查氮气瓶压力，氮气瓶通过高压引压管与执行机构对接;

3、引压管分段固定，防止高压气流通过时，引压管等活结部件甩出伤人;

4、缓慢打开气瓶开关，调节减压阀手柄，进入少量氮气，检查各接头有无漏气现象;

5、打开执行机构进气阀，缓慢充入氮气，多次调节减压阀手柄，每次调节减压阀调压后压力上升低于0.2MPa，待引压管无气流声通过时，进行下一次调节，直至压力升至4MPa;

6、更换气瓶时，关闭执行机构进气阀门，关闭氮气瓶开关，调压阀处于不调压状态，缓慢松开氮气瓶连接口，使引压管高压气体缓慢排出，方可拆卸，更换新氮气源。执行机构进气高压管内有单向阀，已冲入氮气不会从执行机构进气阀回流至引压管;

7、对与执行机构气罐连接各接头进行检漏，防止氮气外漏;

8、注氮完成，关闭氮气瓶开关，关闭执行机构进气阀门，缓慢松开接头排净引压管氮气，拆卸引压管、调压阀，调节调压阀使处于不调压状态。

投产前对Shafer执行机构进行注氮后，投产期间可以实现ESD模拟控制。

1、ESD模拟控制

值班人员发现问题（检测单元），上报场站或调控中心，发出指令（控制单元），现场或中心操作执行机构动作（执行单元）。投产初期，长输管道输送介质压力无法达到执行机构动作压力，模拟过程需通过投产前注入4MPa氮气对执行机构进行驱动。

2、线路截断阀气液联动执行机构

手动阀室的气液联动执行机构，气液联动执行机构具有就地控制，电子控制单元检测管线压力，自动关阀等功能。

3、RTU阀室及越站干线气液联动执行机构

RTU阀室及越站干线气液联动执行机构具有就地控制、远程开关控制、ESD紧急关断控制，电子控制单元检测管线压力、自动关阀控制，ESD及电子控制单元关阀后的手动复位控制等功能，另外本控制原理也能够保证电子控制单元关阀及ESD关阀具有最高的优先级。

长输管线投产初期，巡线人员（检测单元）发现泄漏等紧急情况，上报场站、调控中心（控制单元），发出指令，可通过三种执行方式快速控制阀门，即就地气动控制、站控控制、中心控制，快速关断阀门，优先选用站控操作和中心操作（执行单元）。

4、站场进出站气液联动执行机构

站场进出站紧急关断阀ESD气液联动执行机构，具有就地控制，远程开关控制，ESD紧急关断控制及ESD关阀后的手动复位等功能，另外本控制原理也能够保证ESD关阀具有最高的优先级。

长输管线投产初期，场站操作人员（检测单元）发现泄漏等紧急情况，上报场站、调控中心（控制单元），发出指令，可通过直接触发ESD按钮、站控操作、中心操作ESD连锁信号。对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

通过Shafer执行机构注氮可高效的检测出执行机构连接件的密封性能，为投产创造安全条件。在投产中出现问题需动作阀门，需现场就地操作阀门时，可通过提升阀气路控制块上的开关