氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)

? 氣液罐兩個氣液罐的作用是將外部輸入的氣體與液壓系統(tǒng)、密封元件隔離的作用，罐的頂部接口內(nèi)有檢測液壓油位的油標(biāo)尺，罐的底部設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。

? 儲氣罐儲存動力氣源以滿足執(zhí)行機構(gòu)開關(guān)一個循環(huán)。附件安全泄壓閥、排污閥等。

氣液罐、儲氣罐按照按國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998和《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進行設(shè)計和制造。

液壓手泵+四位方向控制閥一體化液壓手泵和四位方向控制閥是用于在沒有氣源的時候，對閥門進行緊急情況下的液壓手動操作。方向閥和手泵的位置可以鎖定。

? 閥位行程定位裝置執(zhí)行機構(gòu)全行程轉(zhuǎn)動角度范圍為90°±5°，閥門開/關(guān)位調(diào)節(jié)螺桿用于閥門全開及全關(guān)位置的定位。

? 扭矩限制裝置在管線氣源波動較大的情況下，調(diào)節(jié)并限制執(zhí)行機構(gòu)的最大輸出扭矩在設(shè)定的范圍值以內(nèi)，確保過壓情況下閥桿免受機械損傷。

? 閥位指示可用于就地閥位指示，為遠(yuǎn)程指示閥門的開、關(guān)提供電氣觸點。

二.設(shè)計特點及工作原理 ? 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)的動力源直接取自主管線的高壓天然氣，天然氣經(jīng)過濾之后，直接進入儲氣罐儲存。采用集成模塊、大流量、高壓設(shè)計技術(shù)，使較少的控制元件承受高壓，延長密封件的壽命、減少配管、減少系統(tǒng)泄漏點從而提高了設(shè)備的整體安全性。

? 液壓系統(tǒng)具有傳動剛性強、不易壓縮、傳動平穩(wěn)、易于密封等優(yōu)點。氣體具有壓縮比大的優(yōu)點。氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)通過氣液傳動方式的轉(zhuǎn)換，將氣、液二者優(yōu)點得到完美結(jié)合。高壓氣體經(jīng)過控制系統(tǒng)進入氣液罐轉(zhuǎn)換，罐體內(nèi)等壓的液壓油被壓入相應(yīng)的液壓活塞缸，同時液壓活塞缸液壓油流回到另一個氣液罐內(nèi)，活塞動作帶動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動閥門實現(xiàn)平穩(wěn)的開或關(guān)。

? 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)工作性能穩(wěn)定、動作可靠。通過調(diào)節(jié)液壓油的流量可調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)動作的全行程時間。

三.電子破管監(jiān)測系統(tǒng)LBP-1000 LBP-1000電子破管保護系統(tǒng)是中寰自主設(shè)計、獨立研發(fā)的電子控制單元，用于全天候、不間斷監(jiān)測管道壓力、電控單元溫度等主要參數(shù)，并自動記錄和儲存這些數(shù)據(jù)，為管線運行的安全性、完整性提供可靠有力的保障。在管線緊急事故時，閥門執(zhí)行機構(gòu)在得到LBP-1000控制系統(tǒng)的指令后驅(qū)動干線閥門至故障安全位置。

三.電子破管監(jiān)測系統(tǒng)LBP-1000

LBP-1000是按照戶外型特殊設(shè)計，能適應(yīng)溫度變化、振動、易燃易爆氣體等惡劣環(huán)境，具有防浪涌電流、電磁干擾以及與防管線陰保電流丟失等措施。就地或遠(yuǎn)程均可方便地使用計算機聯(lián)接通訊進行參數(shù)組態(tài)，顯示以及下載事件數(shù)據(jù)以用于管道壓力的分析。采用OLED顯示技術(shù)，在-40℃~+85℃環(huán)境溫度下，能可靠地工作。

氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)把管線天然氣或氮氣作為動力，液壓油作為傳動介質(zhì)驅(qū)動管線閥門的開啟和關(guān)閉。基本控制功能包括:就地氣動操作、手動液壓泵操作、破管自動保護、遠(yuǎn)程電控開/關(guān)、ESD緊急關(guān)斷等。

在天然氣管道輸送中的典型應(yīng)用:河道穿越、站場旁通、站場進出口保護、長輸管道線路、壓縮機加載/卸載保護、站場放空、緊急關(guān)斷、破管保護、遠(yuǎn)程控制等等。

中寰氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)可滿足世界上最苛刻的環(huán)境-40℃~+85℃，其電子破管保護系統(tǒng)在顯示和通訊接口方面克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品的缺點，采用航天、軍工的硬件制造技術(shù)和工藝，更好地滿足天然氣管線現(xiàn)場的使用要求。

一.氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)主要部件 驅(qū)動機構(gòu)采用非對稱式撥叉機構(gòu)，其拋物線輸出扭矩曲線被證明是最適合于驅(qū)動管線軟密封球閥。歐洲及全世界的管線工程已證明，其獨特的設(shè)計是最有效、最可靠的角行程閥門驅(qū)動機構(gòu)。

氣液聯(lián)動球閥廣泛應(yīng)用于長輸天然氣管道，具有傳動穩(wěn)定、容易控制、不需要電源等優(yōu)點。天然氣長輸管道線路截斷閥設(shè)置的執(zhí)行機構(gòu)有電動、氣動、電液聯(lián)動和氣液聯(lián)動等類型，同時配有手動機構(gòu)，以作備用。氣液聯(lián)動球閥以高壓天然氣作為動力，常作為輸氣管道的線路截斷閥使用。這類閥門在我國西氣東輸管道和四川油氣田環(huán)形干線管網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用。

1、非正常工況的自動切斷功能

氣液聯(lián)動球閥分別設(shè)置了一個壓力上、下限和一個壓降速率，以滿足運行需要。當(dāng)管道壓力高于或低于壓力上下限時，球閥自動關(guān)閉。如果管道發(fā)生爆炸或破裂事故，當(dāng)檢測到的壓降超過設(shè)定的壓降速率時，閥門也將自動關(guān)閉。

2、多種操作模式

氣液聯(lián)動球閥具有手動、自動、氣動和遙控等四種操作模式，可以根據(jù)實際運行工況自行選擇操作模式，以提高閥門的安全可靠性。手動方式，只需要更換不同擋位，壓動手泵手柄，便可實現(xiàn)開關(guān)操作;氣動方式，按"左開右關(guān)"方向拉動操作手柄，便可完成開關(guān)操作，若用筆記本計算機設(shè)定參數(shù)并啟動自動功能，則可以實現(xiàn)閥門的自動控制。如果閥門安裝了遠(yuǎn)傳遙控裝置(RTu)，則可以通過信號遠(yuǎn)傳來實現(xiàn)閥門的遙控。陜京輸氣管道已經(jīng)在線啟用了遙控關(guān)閉功能。

3、 安全性高

氣液聯(lián)動球閥以高壓天然氣或手泵作為動力源，無需外加機械或電力設(shè)備，事故率低，安全可靠，經(jīng)濟性好。

某干線輸氣管道因收發(fā)球筒球閥存在內(nèi)漏問題，嚴(yán)重影響了周期性清管作業(yè)。為消除隱患，決定更換球閥。球閥更換完成后，利用另一條輸氣干線對站場及進出站管道進行了置換空氣、試壓等作業(yè)。作業(yè)后發(fā)現(xiàn)，兩條管存在大約0.5MPa的壓差。將球閥閥腔關(guān)閉后，開啟進出站閥門恢復(fù)正常流程，出站球閥開啟順利，但進站球閥無法開啟。

分析結(jié)果表明，雖然球閥前后約有0.5MPa的壓差，但并非是球閥不能開啟的主要原因?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，在最初放空球閥閥腔時，出站閥的閥腔放空管一直漏氣，表明該閥的密封性能有所降低，但進站閥閥腔放空之后無泄漏現(xiàn)象，說明進站閥的密封性能很好。在關(guān)閉閥腔控制閥之后，出站閥上下游的天然氣因內(nèi)漏而進入閥腔，直至閥腔的壓力和閥門下游的壓力相平衡，整個閥門前后的壓差就只有0.5MPa，因此出站閥能順利開啟。但進站閥密封性好，又無內(nèi)漏現(xiàn)象，因而當(dāng)關(guān)閉閥腔控制閥之后，閥腔內(nèi)沒有天然氣進入，使閥腔和閥體形成了真空，由此導(dǎo)致球閥閥芯與閥體形成了"抱死"而不能開啟。為解決這個問題，現(xiàn)場采取了以下措施(見圖2)。 (1)關(guān)閉氣源管控制閥，放空氣液聯(lián)動球閥執(zhí)行機構(gòu)及罐內(nèi)的天然氣。

(2)制備一根長約1m的鋼管，管徑與氣源管一致，準(zhǔn)備針形閥一支。

(3)在上下有任一根氣源管及埋地中腔放空管之間焊接一根導(dǎo)壓管，利用針形閥來控制開關(guān)。

(4)打開導(dǎo)壓管開關(guān)，向球閥執(zhí)行機構(gòu)充氣，完畢后再打開新焊接導(dǎo)壓管上的針形閥。

(5)待球閥中腔氣體壓力平衡后關(guān)閉針形閥。

(6)待壓力平穩(wěn)后執(zhí)行開啟閥門操作。

在采取了這些措施后，進站球閥被順利打開。而進站球閥不能順利開啟，實際上反映了其設(shè)計上的缺陷。