上海申弘閥門(mén)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(jiǎn)稱(chēng)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(chǎng)成品油年供應(yīng)量的60%左右，電動(dòng)閘閥是電動(dòng)閥簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用電動(dòng)執(zhí)行器控制閥門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)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(mén)動(dòng)作力距比電動(dòng)閥門(mén)大，電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作速度可以調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易維護(hù)，動(dòng)作過(guò)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(mén)復(fù)雜。 電動(dòng)閘閥響應(yīng)靈敏，安全可靠，很多對(duì)控制要求高的廠專(zhuān)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(jiǎn)稱(chēng)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(chǎng)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(jiǎn)稱(chēng)進(jìn)站閥MOV011）是油品經(jīng)輸油管線(xiàn)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(mén)內(nèi)漏，管線(xiàn)在停輸時(shí)將嚴(yán)重影響到站內(nèi)低壓管線(xiàn)及低壓管線(xiàn)上的設(shè)備，使管線(xiàn)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(chǎng)，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(chēng)泵站）、加熱站、熱泵站、分輸站和減壓站等。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)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(guò)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(mén)、電動(dòng)閥門(mén)、高壓閥門(mén)、中壓閥門(mén)、低壓閥門(mén)、水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。中間輸油站與上站來(lái)的管道銜接的方式有開(kāi)式旁接油罐方式和密閉從泵到泵輸送方式兩種（見(jiàn)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(lái)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(mén)，由上站將油品直接輸往下站。通過(guò)站內(nèi)閥門(mén)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(lái)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(wèn)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(zhǎng),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(lèi)、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(jiàn)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(kù)還可用地下大型巖穴和鹽巖穴等儲(chǔ)存大量油品。長(zhǎng)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(lái)油，計(jì)量?jī)?chǔ)存，站內(nèi)循環(huán)，倒換油罐，裝車(chē)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(lèi)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(mén)故障情況
2013年9月6日，管線(xiàn)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(mén)內(nèi)漏很大，漏出的油是呈連續(xù)線(xiàn)狀的，內(nèi)漏速度0.8m3/h，至此確認(rèn)該閥門(mén)存在嚴(yán)重內(nèi)漏。
檢修人員排污和注脂均沒(méi)有效果。該閥門(mén)內(nèi)漏，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，處理內(nèi)漏問(wèn)題和更換該閥門(mén)成為迫在眉睫的問(wèn)題。
2.內(nèi)漏原因分析
該閥門(mén)內(nèi)漏的問(wèn)題嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)，引起了公司領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家、閥門(mén)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(zhuān)家的分析意見(jiàn)，認(rèn)為問(wèn)題的主要原因如下。
1）管道自2006年9月13日投油以來(lái)，管道建設(shè)初期殘留管道內(nèi)的鐵銹、焊渣及上游管線(xiàn)改造施工產(chǎn)生的切削鐵屑、焊渣等進(jìn)入管線(xiàn)，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(mén)由于密封不嚴(yán)出現(xiàn)內(nèi)漏。
2）閥門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。該閥門(mén)閥板未設(shè)導(dǎo)流孔，無(wú)論是開(kāi)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(mén)在截?cái)喙芫€(xiàn)介質(zhì)時(shí)，閥門(mén)兩側(cè)壓差較大（超過(guò)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(xiàn)安全、可靠、有效地運(yùn)行，同時(shí)由于問(wèn)題需要盡快解決，以保證安全生產(chǎn)和市場(chǎng)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(zhǎng)距離輸油管道的起點(diǎn)。主要功能是接受來(lái)自油田、油船的原油或來(lái)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(mén)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(lái)油(計(jì)量后儲(chǔ)于油罐)后，經(jīng)過(guò)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(zhǎng)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(mén)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(wú)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(lái)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(lái)調(diào)節(jié)輸量。近年來(lái)也有用調(diào)速電機(jī)或液力耦合器來(lái)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(xiàn)與站內(nèi)管線(xiàn)的截?cái)嚅y，涉及泄壓難度大，排油量大，工期緊（由于市場(chǎng)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(mén)更換的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于管線(xiàn)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(xiàn)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(mén)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(mén)更換期間管線(xiàn)處于停輸狀態(tài)，且管線(xiàn)存油為柴油。
（1）排油量
輸油站到塘朗山閥室段管線(xiàn)存油量約1413m3，*排空此段管線(xiàn)需要打開(kāi)塘朗山閥室站場(chǎng)側(cè)的排氣管線(xiàn)進(jìn)氣，但是這種排油方式所需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，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(lái)釋放壓力達(dá)到閥門(mén)更換條件，具體措施是管線(xiàn)停輸、上游停泵后，控制管線(xiàn)壓力盡量使更多的管線(xiàn)存油進(jìn)入油品接收罐，然后關(guān)閉塘朗山閥室閥門(mén)，不打開(kāi)塘朗山閥室站場(chǎng)側(cè)的排氣管線(xiàn)，使管內(nèi)存在負(fù)壓，再通過(guò)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(xiàn)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(xiàn)壓力，使塘朗山閥室至媽灣站段油品通過(guò)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(guò)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(mén)。
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(mén)。
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(kāi)進(jìn)站閥MOV011，使塘朗山閥室至媽灣站段油品通過(guò)自流進(jìn)入接收罐，整個(gè)過(guò)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(mén)。
經(jīng)過(guò)兩次泄壓排油，排油量約為195m3。
5）關(guān)閉兩路過(guò)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(kāi)。
6）手動(dòng)控制進(jìn)站閥MOV011開(kāi)度，通過(guò)過(guò)濾器排氣管線(xiàn)泄壓，再通過(guò)過(guò)濾器排污管線(xiàn)排油。
7）通過(guò)過(guò)濾器排污管線(xiàn)的油品進(jìn)入污油罐（污油罐為埋地臥式罐，罐容5m3），再通過(guò)污油罐回注管線(xiàn)裝車(chē)（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(chē)自吸泵同時(shí)裝車(chē)）。采用一邊排油、一邊裝車(chē)，控制好排污閥開(kāi)度來(lái)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(guò)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(kāi)啟進(jìn)站閥MOV011開(kāi)度，通過(guò)過(guò)濾器排氣管線(xiàn)泄壓，再通過(guò)過(guò)濾器排污閥排油入污油罐，再裝車(chē)，此次排油約為4m3后，污油罐液位不再上漲。
9）打開(kāi)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(guò)濾器排污閥和進(jìn)站閥MOV011排污閥打開(kāi)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(zhǎng)，判斷管線(xiàn)內(nèi)已形成負(fù)壓，使油品不再流出。輸油泵的選擇須滿(mǎn)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(xiàn)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(mén)
斷開(kāi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源，標(biāo)識(shí)好各線(xiàn)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(kāi)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(mén)維修工法拆下舊閥門(mén)，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(yǔ)
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(méi)有油品流出了，全部排油量約為238m3，達(dá)到了更換閥門(mén)施工的條件，大大減少了施工時(shí)間，提前完成閥門(mén)更換，使管道提前達(dá)到啟輸條件后啟輸下載，以保證市場(chǎng)的成品油供應(yīng)。更換下來(lái)的閥門(mén)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(mén)出現(xiàn)內(nèi)漏的原因。該閥門(mén)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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