浅析中寰气液联动执行机构在长输天然气管道上的应用

 李勇  殷文杰  王东 严春玲   田甜

中石化分公司中原油田天然气产销厂 河南省濮阳市邮编  457001

摘要：随着天然气场站的不断发展，中寰气液联动执行机构作为一种高精度、高可靠性、响应速度快的控制设备，被广泛应用于天然气场站的控制系统中。本文针对中寰气液联动执行机构在长输天然气管道上的应用进行了研究和分析，介绍了中寰气液联动执行机构的基本原理和特点，同时，也详细分析了中寰气液联动执行机构在应用过程中出现的故障及其解决方法，并提出了针对天然气场站安全控制的一系列建议，旨在提高天然气场站的安全稳定性和可靠性。

关键词：中寰气液联动执行机构；天然气场站；安全控制；故障案例；解决方法；

第一章 绪论

研究背景和意义

天然气场站需要涉及到大量的管道、阀门等设备，这些设备的运作需要依赖于各种控制系统和设备。中寰气液联动执行机构具有高精度、高可靠性、响应速度快等优点，在天然气场站的应用得到了广泛的推广。本文针对中寰气液联动执行机构在天然气场站中的应用进行探讨，为技术改进和优化提出一定的借鉴和指引。

第二章 中寰气液联动执行机构的基本原理和特点

1.中寰气液联动执行机构的基本结构

中寰气液联动执行机构是一种以管道中的天然气或独立氮气作为动力源，液压油作为驱动介质，由气体推动液压油从而控制阀门开关的装置。主要由气液罐、储气罐、电控箱、气控模块、手动泵和转向阀、拨叉器等，采用的是高压气驱动，通过气控模块，到达气液罐，气压转换成液压，液压油进入油缸，使油缸活塞做直行程运动，并将活塞另一侧的液压油通过管路推回至另一只气液罐中，拨叉机构接收到油缸活塞杆传输的直行程力，通过导向块和滑块的配合运动，将直行程力输出到阀杆，实现阀门的开启、关闭。

2. 中寰气液联动执行机构的优点及应用 ：具有高精度、高可靠性、稳定性、响应快的优点，适合在高危险环境下使用；同时良好的柔性和互换性，可适应多种工况要求；中寰气液联动执行机构配合阀门使用，可实现快速控制管道的通断功能；中寰气液执行机构还可搭载各种控制功能和连锁信号输入，实现事故判断和自动关阀保护；通过气动和液压联合控制方式，超强的力矩，提高了天然气管道的通断控制效率，保证管道安全稳定运行。

3.在天然气长输管道的防爆控制系统中，中寰气液联动执行机构与ESD应急连锁。在输气场站进出站位置的紧急关断设置，当管道内气体超过或低于设定压力或爆管时系统触发，控制联动执行机构打开或关闭相关阀门，迅速控制管道气体压力，以保证输气场站的安全与稳定运行。

第三章 中寰气液联动执行机构在天然气场站应用中的故障案例与解决方法

1.中寰气液联动执行机构在天然气场站的常见故障

中寰气液联动执行机构在天然气场站的应用中，常常会出现气动与液压部分失控、机械部分失灵、电气部分故障等问题，导致管道不稳定运行、漏气等情况。

a.气动部分故障：气罐及气动管路（接头螺纹、卡套等）泄露、气源压力过低、气源过滤器堵塞等导致气源无法顺畅供给，造成气动部分控制不当。

b.液压部分故障：液压泵无法输出正常的高压液体、油压管路漏油、油罐油位低、液压油脏污等导致液压部分控制不当。

在这种情况下，需要对气动和液压控制部分进行检查和维护，及时更换漏气、漏油的密封部件，确保动力管路的稳定，防止气动和液压部分失控。

2.机械部分失灵

中寰气液联动执行机构的机械部分和动力设计是密不可分的。如果机械部件失灵，如手动泵、气动阀（内有弹簧件）、拨叉机构、活塞等部件的损坏、连接处脱落或松动等，造成液压动力传下去无法有效地传导到阀门操作上，则可能会导致管道无法正常开启或关闭,建议进行机械部分的检查和维护。

3.电气部分故障

控制电路电压过高或过低，线圈短路、主板异常、电气元件（电磁阀、继电器等）损坏等。当出现这些故障时，中寰气液联动执行机构的信号无法正常传输和处理，，引起相应阀门动作不达标，甚至误动作等问题。建议定期对使用中的寰气液联动执行机构进行电气部分检查和维护，及时对故障进行排查和处理，防止故障扩大和加剧。

4.中寰气液联动执行机构在天然气场站的故障案例分析

某输气场站在ESD紧急连锁测试过程中，发现中寰气液联动执行机构不动作、动作后复位无反应等情况，现场维修总结以下案例：

案例一：中寰气液联动执行机构的控制板出现故障

故障分析：经检查发现，中寰气液联动执行机构的控制板内部因受潮导致电路损坏，电源失灵，无法控制气动部分和液压部分的联动工作，造成阀门无法正常调动作,需要更换控制板并重新测试管道控制系统。

案例二：中寰气液联动执行机构的气动部分失灵

故障分析：经检查发现，中寰气液联动执行机构的气动部分的管路出现脏污堵塞，气流无法正常流通，导致气动部分失灵，控制阀门无法开启，需要清理气源口并更换前置过滤器滤芯，重新在气路中使用气体进行测试，确保管道阀门正常运行。

案例三：中寰气液联动执行机构的液压传动系统发生故障

故障分析：经检查发现，中寰气液联动执行机构的2个气液罐中，一个罐油位过低，一个罐油位过高，导致液压部分失灵，执行动作还出现了喷油情况，无法顺利控制阀门，需要平衡2罐内的液压油油位并重新进行测试，确保阀门的正常控制。

第四章 中寰气液联动执行机构在天然气场站应用中的优化建议

1. 加强中寰气液联动执行机构的日常维护和保养主要包括：定期对中寰气液联动执行机构进行检查和测试，确保其工作正常；定期对气动和液压部件进行润滑和易损件更换，防止部件漏气漏油；定期对电气部件进行检查和维护，防止受潮损坏，解决出现的故障。

2 .加强管道控制系统的监控和管理主要包括：建立完善的管道控制系统监控和预警机制，对报警分析并处理；定期进行ESD应急连锁等测试，加强对中寰气液联动执行机构等设备的管控，并排查处理潜在的隐患。

3. 改进管道控制系统的自动化程度通过对系统的模拟和分析，加强自动化控制软件和硬件的管理，实现管道控制系统的自动控制和预警。这不仅可以提高管道运行的效率，还可以增强管道控制系统防护体系的安全性。

4. 优化中寰气液联动执行机构的结构和功能。在液压部分增加超载保护装置，防止因气源压力不稳、液压异常或机械部件故障等原因造成液压管路及设备应力集中，容易造成控制失效；增加气动模块内管路标识，使模块内的气动管路和电气管路有效区分，便于维护；优化气流结构设计，减小气源口的堵塞、气动管路漏气和液压管路漏油等现象，提高气动操作的稳定性和灵活性。

结束语

在天然气输气站场中应用气液联动执行机构，能够有效提高天然气输气管道系统的运行安全性和稳定性。随着天然气输气管道系统建设规模的不断扩大，中寰气液联动执行机构在天然气输气管道系统中的应用也越来越广泛，这就需要相关人员不断提高对中寰气液联动执行机构的重视程度，不断加强对其使用过程中存在问题的研究和分析，并采取有效措施对其进行解决，以促进中寰气液联动执行机构在天然气输气管道系统中得到更好地应用。

参考文献

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