上海申弘閥門有限公司
中石化成品油華南管網(wǎng)采用單管密閉順序輸送工藝，輸送0#柴油、93#汽油和97#汽油，其中媽灣輸油站（以下簡稱媽灣站）是華南成品油管網(wǎng)接收下載末站，年下載量占市場成品油年供應(yīng)量的60%左右，電動(dòng)閘閥是電動(dòng)閥簡單地說就是用電動(dòng)執(zhí)行器控制閥門，從而實(shí)現(xiàn)閥門的開和關(guān)。其可分為上下兩部分，上半部分為電動(dòng)執(zhí)行器，下半部分為閥門動(dòng)作力距比電動(dòng)閥門大，電動(dòng)閥門開關(guān)動(dòng)作速度可以調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單，易維護(hù)，動(dòng)作過程中因氣體本身的緩沖特性，不易因卡住而損壞，但必須有氣源，且其控制系統(tǒng)也比電動(dòng)閥門復(fù)雜。 電動(dòng)閘閥響應(yīng)靈敏，安全可靠，很多對控制要求高的廠專為氣動(dòng)儀表控制元件設(shè)置壓縮空氣站。電動(dòng)的就是要電。并能控制其流量的裝置。
一、前言
中石化成品油華南管網(wǎng)采用單管密閉順序輸送工藝，輸送0#柴油、93#汽油和97#汽油，其中媽灣輸油站（以下簡稱媽灣站）是華南成品油管網(wǎng)接收下載末站，年下載量占市場成品油年供應(yīng)量的60%左右，是一個(gè)下載任務(wù)艱巨的輸油站。進(jìn)站電動(dòng)閘閥MOV011（以下簡稱進(jìn)站閥MOV011）是油品經(jīng)輸油管線進(jìn)入下載站的截?cái)嚅y，輸油和停輸時(shí)進(jìn)站壓力均在2.3MPa左右。一旦該閥門內(nèi)漏，管線在停輸時(shí)將嚴(yán)重影響到站內(nèi)低壓管線及低壓管線上的設(shè)備，使管線出現(xiàn)油品跑、冒、滴、漏等情況，從而影響到安全生產(chǎn)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞。為實(shí)現(xiàn)油品管道運(yùn)輸而建立的各種作業(yè)站場，是油品管道的基本組成部分之一。按輸油站所處的位置，分為起點(diǎn)站（首站）、中間站和終點(diǎn)站（末站）；按其作用又可分為增壓站（又稱泵站）、加熱站、熱泵站、分輸站和減壓站等。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。中間輸油站與上站來的管道銜接的方式有開式旁接油罐方式和密閉從泵到泵輸送方式兩種（見管道輸油工藝）。后種方式是現(xiàn)有輸油管道所普遍采用的。密閉輸送的中間站,一般只進(jìn)行正向輸油和越站兩種作業(yè)。圖2是易凝原油管道密閉輸油的中間熱泵站流程圖。
正常運(yùn)行時(shí)，上站來油先經(jīng)換熱器進(jìn)行加熱，再經(jīng)輸油泵加壓后輸往下站。當(dāng)需要越站輸送時(shí)，可以關(guān)閉進(jìn)出站閥門，由上站將油品直接輸往下站。通過站內(nèi)閥門的控制，也可進(jìn)行只加熱而不加壓越站運(yùn)行或只加壓而不加熱的越站運(yùn)行。
油品先加熱后進(jìn)泵，可降低進(jìn)泵油品的粘度，以提高泵的效率。加熱裝置在低壓下工作，既安全又節(jié)約鋼材。站內(nèi)設(shè)有輔助增壓泵時(shí)，油品加熱裝置應(yīng)設(shè)在輔助增壓泵之后和輸油主泵之前，這樣不但保持先加熱后進(jìn)泵的優(yōu)點(diǎn)，又使油流有足夠壓力進(jìn)入主泵。
加熱裝置是熱泵站的主要設(shè)施之一。常用的加熱方法有：①油品在加熱爐爐管內(nèi)受火焰直接加熱；當(dāng)輸油中斷時(shí)，油品在爐管中有結(jié)焦的可能，易造成事故。②用蒸汽或其他熱媒作中間熱載體，在換熱器中給油品間接加熱。③利用驅(qū)動(dòng)泵的柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱或循環(huán)冷卻水加熱油品。
終點(diǎn)站 位于管道末端，接受管道來油，將合格的油品輸送給收油單位,或改換運(yùn)輸方式,如鐵路、公路或水路運(yùn)輸。終點(diǎn)站的主要任務(wù)之一是解決管道運(yùn)輸和其他運(yùn)輸方式之間輸量的不均衡問題。為保證管道連續(xù)地按經(jīng)濟(jì)輸量運(yùn)行，終點(diǎn)站需要設(shè)置足夠容量的油罐。油罐區(qū)容量大小是根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)輸方式的運(yùn)轉(zhuǎn)周期、運(yùn)量、運(yùn)輸條件及管道輸量等因素綜合考慮的，如依靠海運(yùn)發(fā)油,一次裝油量大,周轉(zhuǎn)期長,就需要較大的儲(chǔ)油罐區(qū)。單一油品輸送的起點(diǎn)站和終點(diǎn)站,罐區(qū)容量一般不少于3晝夜的管道大輸量。油品順序輸送的管道起點(diǎn)站、終點(diǎn)站，罐區(qū)容量取決于油品種類、順序輸送的每批批量、循環(huán)周期等，一般每種油不少于兩個(gè)油罐。此外，終點(diǎn)站還設(shè)有計(jì)量、化驗(yàn)和轉(zhuǎn)輸設(shè)施,如鐵路裝油棧橋,水運(yùn)裝油碼頭等。（見彩圖）
油罐是終點(diǎn)站和起點(diǎn)站的重要設(shè)備，多用金屬材料建造，也可用非金屬材料建造。大型管道起迄點(diǎn)的油庫還可用地下大型巖穴和鹽巖穴等儲(chǔ)存大量油品。長距離輸油管道上普遍采用大容量的金屬浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐。
終點(diǎn)站流程通常包括接受來油，計(jì)量儲(chǔ)存，站內(nèi)循環(huán)，倒換油罐，裝車或裝船，接受清管器和向受油單位分輸?shù)茸鳂I(yè)。順序輸送成品油時(shí)還有收油、切換、分類進(jìn)罐、混油處理等作業(yè)。
二、進(jìn)站閥MOV011故障情況及原因分析
1.閥門故障情況
2013年9月6日，管線停輸后，站內(nèi)壓力上漲，泄壓間隔時(shí)間很短且泄壓后壓力上漲很快，因此判斷進(jìn)站閥MOV011存在內(nèi)漏。為確認(rèn)進(jìn)站閥MOV011內(nèi)漏程度，2013年11月2日，在檢修相鄰直管段的下載電液閥EOV014時(shí)，觀察進(jìn)站電動(dòng)閘閥MOV011內(nèi)漏情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，該閥門內(nèi)漏很大，漏出的油是呈連續(xù)線狀的，內(nèi)漏速度0.8m3/h，至此確認(rèn)該閥門存在嚴(yán)重內(nèi)漏。
檢修人員排污和注脂均沒有效果。該閥門內(nèi)漏，給安全生產(chǎn)帶來隱患，處理內(nèi)漏問題和更換該閥門成為迫在眉睫的問題。
2.內(nèi)漏原因分析
該閥門內(nèi)漏的問題嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)，引起了公司領(lǐng)導(dǎo)和專家、閥門生產(chǎn)廠家、深圳管理處領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注，結(jié)合各方面專家的分析意見，認(rèn)為問題的主要原因如下。
1）管道自2006年9月13日投油以來，管道建設(shè)初期殘留管道內(nèi)的鐵銹、焊渣及上游管線改造施工產(chǎn)生的切削鐵屑、焊渣等進(jìn)入管線，同時(shí)由于該輸油站起停輸頻繁，造成進(jìn)站閥MOV011閥板及密封面和閥座密封受到?jīng)_刷、刮傷、劃傷和磨損。終使該閥門由于密封不嚴(yán)出現(xiàn)內(nèi)漏。
2）閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題。該閥門閥板未設(shè)導(dǎo)流孔，無論是開或關(guān)時(shí)，閥板不能與密封面吻合，由于受到輸送介質(zhì)和雜質(zhì)的直接沖刷，造成閥板、密封面和閥座密封被雜質(zhì)刮傷和磨損，影響使用壽命。
3）該閥門在截?cái)喙芫€介質(zhì)時(shí)，閥門兩側(cè)壓差較大（超過2MPa），因承受較大壓差而受到直接沖刷，造成閥板及密封面和閥座密封損傷，影響使用壽命。
3.內(nèi)漏處理方案
為保證輸油管線安全、可靠、有效地運(yùn)行，同時(shí)由于問題需要盡快解決，以保證安全生產(chǎn)和市場的成品油供應(yīng)，因此終決定更換閥體。
起點(diǎn)站 通常位于油田、煉油廠或港口附近，是長距離輸油管道的起點(diǎn)。主要功能是接受來自油田、油船的原油或來自煉油廠的成品油，并經(jīng)計(jì)量、加壓（或加熱）后輸往下一站。有的起點(diǎn)站兼有油品預(yù)處理（如原油穩(wěn)定、脫鹽、脫水、脫雜質(zhì)；柴油、汽油脫水；順序輸送的成品油著色等）和清管器發(fā)送、污油的收集處理等功能。起點(diǎn)站的生產(chǎn)設(shè)施主要有泵組、閥門組、油品計(jì)量和標(biāo)定裝置、油罐區(qū)、油品加熱裝置以及水、電、燃料供給和消防等輔助設(shè)備。輸油站的工藝流程是根據(jù)輸油量、油品性質(zhì)和作業(yè)要求制定的。起點(diǎn)站的輸油流程一般是接受來油(計(jì)量后儲(chǔ)于油罐)后，經(jīng)過站內(nèi)循環(huán)和倒換油罐、正向輸油（即經(jīng)輔助增壓泵、計(jì)量裝置或經(jīng)加熱裝置后再用輸油泵增壓，由管道輸往下站）、發(fā)送清管器，超壓保護(hù)以及出站壓力調(diào)節(jié)等，其詳細(xì)流程如圖1所示。
輸油泵是輸油站的核心設(shè)備，它以壓力能的形式給油品提供輸送動(dòng)力。用于長輸管道的輸油泵有離心泵和往復(fù)泵兩種。往復(fù)泵只在特殊條件下才使用。離心泵的揚(yáng)程隨排量增大而減小，出口閥門關(guān)閉時(shí),流量為零,揚(yáng)程達(dá)到大值。離心泵自吸能力低，大排量的離心泵要求油流正壓進(jìn)泵。離心泵的工作特性和效率受油品粘度影響較大,因此,離心泵適用于大量輸送低粘度油品。離心泵可用電動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)等高轉(zhuǎn)速動(dòng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，效率可達(dá)80％～86％，是輸油管道的主要泵型。往復(fù)泵的排量只與每分鐘的沖程數(shù)有關(guān),而與揚(yáng)程無關(guān);揚(yáng)程的大小僅受設(shè)備強(qiáng)度和動(dòng)力的限制，在容許范圍內(nèi)，可隨管道摩擦阻力而定；往復(fù)泵自吸能力好，因此適用于輸送高粘油品，或用于易凝油品管道停輸后的再啟動(dòng)。
各泵機(jī)組之間有串聯(lián)和并聯(lián)兩種運(yùn)行方式。串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，泵站的排量就是每臺(tái)泵的排量，泵站的揚(yáng)程是各工作泵的揚(yáng)程之和。并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，泵站的排量是各工作泵的排量之和，每臺(tái)泵的揚(yáng)程就是泵站的揚(yáng)程。離心泵可并聯(lián)運(yùn)行，也可串聯(lián)運(yùn)行。平原地區(qū)的站站，多采用大排量、中揚(yáng)程的離心泵串聯(lián)運(yùn)行，有利于節(jié)能和自動(dòng)控制。若輸油站的下游管道上坡很大，則并聯(lián)更為有利。用內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)作動(dòng)力的泵站，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來改變輸量。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵站，因?yàn)槎鄶?shù)電動(dòng)機(jī)本身的轉(zhuǎn)速是恒定的，普遍采用大小泵的不同組合來調(diào)節(jié)輸量。近年來也有用調(diào)速電機(jī)或液力耦合器來輔助輸量的調(diào)節(jié)。
三、進(jìn)站電動(dòng)閘閥MOV011更換方案
由于進(jìn)站閥MOV011是站外管線與站內(nèi)管線的截?cái)嚅y，涉及泄壓難度大，排油量大，工期緊（由于市場油品需求緊張，整個(gè)施工時(shí)間為3天）及設(shè)備吊裝作業(yè)，拆裝空間嚴(yán)重受限，施工的安全要求非常高。此次閥門更換的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于管線泄壓和排油，而排油時(shí)間和排油量受到作業(yè)時(shí)間的限制，因此如何在短時(shí)間內(nèi)完成排油泄壓工作才是重點(diǎn)。
1.分析工況條件
媽灣站上游截?cái)嚅y室為塘朗山閥室，該閥室位于塘朗山半山腰處，距媽灣站約為20km，同時(shí)媽灣站處于該段管線的低點(diǎn)，此段管道直徑為Φ323.9mm×6.4mm（X52），進(jìn)站閥MOV011距地面高度為1.1m，更換該閥門前需要釋放該段管道壓力和排油。
2.泄壓排油方案
為保證施工時(shí)的安全，閥門更換期間管線處于停輸狀態(tài)，且管線存油為柴油。
（1）排油量
輸油站到塘朗山閥室段管線存油量約1413m3，*排空此段管線需要打開塘朗山閥室站場側(cè)的排氣管線進(jìn)氣，但是這種排油方式所需要的時(shí)間比較長，約為8天，而作業(yè)時(shí)間只有3天，因此只有縮短排油時(shí)間和減少排油量。只能采取排出部分的油來釋放壓力達(dá)到閥門更換條件，具體措施是管線停輸、上游停泵后，控制管線壓力盡量使更多的管線存油進(jìn)入油品接收罐，然后關(guān)閉塘朗山閥室閥門，不打開塘朗山閥室站場側(cè)的排氣管線，使管內(nèi)存在負(fù)壓，再通過站內(nèi)排污閥進(jìn)行排油。采用這種排油方式，根據(jù)塘朗山閥室至媽灣站管線斷面圖計(jì)算，排油量約為389m3。
（2）泄壓方式
1）中控調(diào)度在停輸媽灣段時(shí)，調(diào)整管線壓力，使塘朗山閥室至媽灣站段油品通過自流進(jìn)入接收罐（選擇盡量低液位的罐作為接收罐，液位越低，自流進(jìn)入的油就越多），當(dāng)時(shí)停輸時(shí)間為2011年5月20日23：30，進(jìn)站壓力為2.2MPa，溫度在24.5℃，整個(gè)過程持續(xù)2h，直至油罐液位在0.5h內(nèi)不再明顯上漲，此時(shí)進(jìn)站壓力為0.041MPa且不再下降。
2）關(guān)閉塘朗山閥室閥門。
3）關(guān)閉進(jìn)站閥MOV011，按照輸油工藝操作規(guī)程關(guān)閉相關(guān)閥門。
4）2011年5月21日上午9時(shí)，進(jìn)站壓力為0.053MPa，溫度在26.6℃，再次導(dǎo)通罐接收流程，打開進(jìn)站閥MOV011，使塘朗山閥室至媽灣站段油品通過自流進(jìn)入接收罐，整個(gè)過程持續(xù)0.5h，直至油罐液位不再有明顯上漲，此時(shí)進(jìn)站壓力為0.011MPa，不再下降后，關(guān)閉進(jìn)站閥MOV011，按照輸油工藝操作規(guī)程關(guān)閉相關(guān)閥門。
經(jīng)過兩次泄壓排油，排油量約為195m3。
5）關(guān)閉兩路過濾器后手動(dòng)閘閥（GV1307和GV1308）、兩路減壓閥前手動(dòng)閘閥（GV1311和GV1321），下載電液閥EOV014保持全開。
6）手動(dòng)控制進(jìn)站閥MOV011開度，通過過濾器排氣管線泄壓，再通過過濾器排污管線排油。
7）通過過濾器排污管線的油品進(jìn)入污油罐（污油罐為埋地臥式罐，罐容5m3），再通過污油罐回注管線裝車（回注泵流量5m3/h，為加快排油速度，縮短排油時(shí)間，采用罐車自吸泵同時(shí)裝車）。采用一邊排油、一邊裝車，控制好排污閥開度來控制油罐液位，避免污油罐抽空和冒罐。
排油約35m3后，污油罐液位不再上漲。再排油約2m3后，污油罐液位不再上漲，然后關(guān)閉進(jìn)站閥MOV011和過濾器排污閥，此時(shí)進(jìn)站壓力為0.004MPa，溫度在25.6℃。
8）2011年5月22日上午9時(shí)，手動(dòng)控制開啟進(jìn)站閥MOV011開度，通過過濾器排氣管線泄壓，再通過過濾器排污閥排油入污油罐，再裝車，此次排油約為4m3后，污油罐液位不再上漲。
9）打開進(jìn)站閥MOV011排污閥排油約0.5m3后，油品以一分鐘滴兩滴的速度滴出。
10）過濾器排污閥和進(jìn)站閥MOV011排污閥打開半小時(shí)后，污油罐液位不再上漲，油品滴出的間隔時(shí)間加長，判斷管線內(nèi)已形成負(fù)壓，使油品不再流出。輸油泵的選擇須滿足輸油壓力、排量和油品特性的要求。此外,還需考慮機(jī)組的可靠性、耐久性,并考慮易于操作、便于實(shí)現(xiàn)自控和遙控、有利于提高機(jī)組的效率和能夠節(jié)能等多方面的因素。泵的可靠性尤為重要，它是保證管道不間歇地輸送油品和實(shí)現(xiàn)油品輸送自動(dòng)化的基礎(chǔ)。輸油泵臺(tái)數(shù)的確定要考慮有利于調(diào)節(jié)輸量和操作方便，以及在規(guī)定的輸量范圍內(nèi)，能夠保持在泵的率區(qū)運(yùn)行等因素。為提高設(shè)備利用率，一般每個(gè)泵站的泵機(jī)組數(shù)，以4臺(tái)左右為宜，其中1臺(tái)為備用。
中間輸油站 位于輸油管道沿線的輸油站,其站距按管道的水力計(jì)算和熱力計(jì)算確定，并根據(jù)輸油工藝、地質(zhì)、建設(shè)規(guī)劃等多方面要求選擇和布置中間站地點(diǎn)。中間輸油站的功能有的是只給油品加壓的泵站，有的是只給油品加熱的加熱站，有的是既加壓又加熱的熱泵站。成品油管道的中間輸油站多為泵站；易凝高粘原油管道的中間站多為熱泵站。
3.更換閥門
斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源，標(biāo)識好各線纜接頭并單獨(dú)每個(gè)包扎好，接著拆下執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后打開進(jìn)站閥MOV011一側(cè)法蘭，只有很少量油品流出，之后不再有油流出，按照閥門維修工法拆下舊閥門，將新閥更換至管道上，回裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接回電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電和控制電纜并調(diào)試完成投用。
四、結(jié)語
由于方案得當(dāng)，準(zhǔn)備充分，在計(jì)劃時(shí)間第二天上午，管道中就沒有油品流出了，全部排油量約為238m3，達(dá)到了更換閥門施工的條件，大大減少了施工時(shí)間，提前完成閥門更換，使管道提前達(dá)到啟輸條件后啟輸下載，以保證市場的成品油供應(yīng)。更換下來的閥門經(jīng)檢查看到：
1）閥體內(nèi)有很多粉末狀的鐵屑、鐵銹，閥板上有大量刮痕且深度為2～5mm。
2）閥板密封端沖刷損傷嚴(yán)重。
3）閥座密封損傷嚴(yán)重，不具備使用條件。這些都驗(yàn)證了閥板及閥座密被雜質(zhì)損傷致使閥門出現(xiàn)內(nèi)漏的原因。該閥門閥體更換后正常運(yùn)行至今。與本文論文相關(guān)的論文有：samson調(diào)節(jié)閥定位器概述
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