净化原油长输管道超压泄放装置现场的安全运行管理

王俊红 2. 张高 3. 谢泰旭

3. 长庆油田分公司第二输油处 陕西咸阳 712000

1. 
   

2. 中石油煤层气有限责任公司华北销售分公司 北京 100028

摘要

在净化原油的长输管道中机组突然转速变化或启停泵、开关阀门过快等，会引起管道中原油流速的骤变，这种变化产生一种压力波，在管线中迅速传递，产生水击。水击对长输管线的危害非常大，为了防止水击现像的发生，长输管线在进、出站侧会设置独立的水击泄放系统，当管道中发生水击，并且压力峰达到水击泄压阀的设定值时，水击泄压阀快速开启，部分原油泄入到泄压罐或泄压管线中，使水击压力波的强度得到减弱，起到了保护管道和设备安全的目的。本文结合超压泄放装置的现场情况。分别从水击泄压阀的结构原理、常规操作、维护保养、故障分析等方面详细的介绍了先导式水击泄压阀和氮气式式水击泄压阀。

关键词：水击泄压阀的结构原理、常规操作、维护保养、故障分析

正文

1.先导式水击泄压阀。

1.1结构组成

先导式水击泄压阀主要由主阀、阀芯、导阀、测压管四大部分组成。主阀整体又分为主阀入口、主阀内腔气室和主阀3部分。取压点设在水击泄压阀的上游管线上，上游管道中的压力通过远程压力管进入导阀，导阀通过压力管分别与主阀内腔气室和主阀出口相连。

1.2工作原理

正常工作状态，上游管道中的压力进入导阀，通过气室压力管进入主阀内腔气室，主阀阀瓣在系统压力的作用下与密封件接触，保持关闭。当管道中产生水击时，上游管道压力超过设定压力，导阀动作，切断主阀内腔与上游系统压力的连通，泄放主阀内腔压力到主阀出口。主阀内腔失去介质力的作用，阀瓣打开，主阀开启，迅速泄放部分介质，消减水击压力峰，从而起到保护作用。随着水击泄放阀的开启，水击波的能量得到释放。如果管道压力降至水击泄压阀设定值以下，介质重新进入主阀内腔气室，作用在主阀阀瓣上，主阀阀瓣关闭，泄压阀恢复到正常运行状态。

1.3阀门操作

1.3.1水击泄压阀的投运操作

①打开测压管截断阀。

②慢慢打开水击泄压阀下游的管段上的截断阀。

③慢慢打开水击泄压阀上游的管段上的截断阀。

④慢慢打开阀体排气阀，将阀芯内空气排净。

1.3.2水击泄压阀的切换操作

①慢慢打开要投运的水击泄压阀下游的管段上的截断阀。

②慢慢打开要投运的水击泄压阀上游的管段上的截断阀。

③慢慢打开阀体排气阀，将阀芯内空气排净。

④慢慢关闭要停运的水击泄压阀上游的管段上的截断阀。

⑤关闭要停运的水击泄压阀下游的管段上的截断阀。

⑥此时，水击泄压阀的切换操作结束。将停运阀门上游和下游两端的压力泄放掉，把阀芯腔内的压力泄放出去后，可对停运的水击泄压阀进行检修。

1.4维护保养及注意事项

1.4.1定期检查过滤器元件在运行初期，过滤器每两个月进行一次适当的检查，正常运行一年后，建立实际需要的定期检查规定。

1.4.2过滤器的检查①用1/4″内六角头扳手顺时针旋转关闭隔断阀。将吹扫阀打开一条缝，将存留在过滤器内的压力泄掉。②逆时针旋转过滤器壳体将其卸下。③检查不锈钢元件，如果需要的话，进行清洗或更换。

当卸下过滤器进行检查时，必须注意以下几点：

①在拆卸过滤器壳体之前必须先将过滤器内的压力泄放掉。②小心仔细地将过滤器元件安全放置。③过滤器元件可以浸泡在石油溶剂中或用压缩空气吹扫净。④重新组装过滤器。⑤重新将吹扫阀拧紧。⑥打开隔离阀。

2.氮气式水击泄压阀

2.1结构组成

氮气式水击泄放阀主要由主阀和一套氮气控制系统组成。主阀由阀体、阀座、阀塞、滑塞套及弹簧等组成。氮气控制系统由氮气瓶、减压阀、压力表、引压管、充气阀、排气阀、氮气压力传感器及氮气压力控制柜等组成。

2.2.工作原理

外接能源式（氮气式）泄压阀的工作主要依赖于对泄压阀滑塞内腔的压力控制，其滑塞内腔控制动力由外供氮气瓶通过氮气控制柜减压系统对其控制压力进行调控。当输送管线正常工作时，滑塞在内腔设定压力作用下将滑塞紧紧的与主阀座贴合，使泄压阀处于正常关闭状态；当管线发生水击，异常升压，超过其滑塞内腔所设定的安全控制压力时，在压差的作用下滑塞打开，通过滑塞外腔开始泄压并报警，管线压力下降，当管线压力恢复正常工作压力时，滑塞与阀座紧紧贴合，恢复关闭状态。
2.3阀门操作

2.3.1安装和启用

1.在安装水击阀以前 ，请确定阀门前的管道内没有脏东西、废弃物和金属屑，如果有条件，最好将阀门上游钢管进行吹扫，去除杂物。

2.将阀门安装在管线上，确定阀门上游螺栓连接牢固。（注意：为平抑温度变化产生的压力设定漂移，最好将扩大阀芯用的温差补偿氮气瓶埋地）。

3.确定氮气供应系统的阀门是关闭的。

4.连接氮气供应管线，从氮气供应系统阀门到充气阀。

5.将阀门调至操作状态：

5.1.在开始使用水击泄放阀系统之前，应先打开连通温差平抑氮气瓶的截断阀，打开氮气充气阀。

5.2.缓慢打开氮气控制柜后的氮气瓶开关。不要快速打开高压氮气瓶，避免高压氮气冲入系统损坏系统。

5.3.缓慢调整氮气控制柜内的调压阀，顺时针为增加压力，直至调压阀下游（左侧）和水击阀上氮气压力表的压力达到标牌显示值，此时，水击阀和温差平抑氮气瓶都已经充压完成。

5.4.缓慢打开水击阀后的截断闸阀。

5.5.缓慢打开水击阀前的截断闸阀。此时阀前压力应低于阀腔内压力，阀门保持关闭。

2.3.2水击阀停止使用：

1.缓慢关闭水击阀前的截断阀。

2.缓慢关闭水击阀后的截断阀。

3.通过水击阀前后管道上的排放阀将阀门前后管道内的压力泄出，如果没有排放阀的设计，则在拆除阀门时，应缓慢松开阀门与管道连接的螺栓，让压力从法兰连接处泄出。关闭水击阀上的充气阀和截断阀。缓慢打开水击阀上部的泄压阀，将阀腔内的压力泄出。

2.4维护保养及注意事项

建议每6个月检查一次水击设定压力和水击泄放系统。

1.注意氮气调压阀阀体上的标识，不要使用大约允许压力的氮气瓶压力连接到调压阀上。

2.不要使用用于其它气体的调压阀。

3.连接到调压阀的连接管要清洁。将调压阀和连接件等表面的油污和黄油搽拭干净。

4.在开启调压阀前，应确保氮气瓶口清洁，无污物。

5.不要在不确定是否安全的环境中，检查有泄漏或有损坏部件的调压阀。在系统内压力未泄放到正常大气压前，不要松开或拆卸组件，否则压力将推动拆卸下的部件伤人。

6.在运输氮气瓶前，应将氮气瓶阀门关闭，拆除阀门上的调压阀等，然后使用瓶口帽将瓶口保护好。

7.在进行供气的氮气瓶上，应确保有手轮或扳手，以便在紧急情况下关闭氮气瓶。

8.安装完成后，检查调压阀和所有的连接接口，确保无泄漏；在任何的维修后，都应进行渗漏检查。在接口处涂抹肥皂水，检查是否有气泡产生。

3．结束语

随着油田的发展，输油产量不断增大，为了适应发展，输油单位根据实际运行情况和阀门的设定范围对设定值进行了调整，保证了水击泄压阀正常运行，减少了设备的另外投资。通过实际的运行，达到最佳的运行效果，保证了输油处各条管线的安全平稳运行。

4.参考文献：

[1]输油管道设计与管理.北京.石油大学出版社，2003.

[2]管道水击分析与控制.北京.机械工业出版社，1991.