上海滬工閥門廠（集團）有限公司

庫(ku)鄯（庫(ku)爾勒(le)至鄯善）輸油(you)管道全長(chang) 475km，總投資 20 多億元，主要(yao)設備引自國(guo)外，全線(xian)采(cai)用 SCADA 系統，是具(ju)備 90 年代水平的管道。

大落差是庫鄯輸油管道的一大特點，沿線最高點海拔為 1560.2m，最低點為 -99.3m，高低點間設置一座減壓站，裝有兩只軸流式氣動減壓閥，通(tong)過減壓(ya)閥(fa)節流(liu)，消耗了管道(dao)(dao)最(zui)高點(dian)至末(mo)站進站間的多余位(wei)能，在(zai)保(bao)證翻越點(dian)正壓(ya)運(yun)行不出(chu)現“不滿流(liu)”的情(qing)況下，防止了下游最(zui)低點(dian)的超壓(ya)，減少了下游輸油管道(dao)(dao)的壁厚(hou)，合理地降低了工程成(cheng)本，達(da)到了預期(qi)的設計目標。庫鄯(shan)輸油管道(dao)(dao)引進的荷蘭(lan)莫克維迪公司(si)生產的減壓(ya)閥(fa)自(zi)投產以來，運(yun)行平穩(wen)可靠。

一、結構和原理

1、結構

減(jian)壓站(zhan)使(shi)用的軸流式(shi)氣動減(jian)壓閥(fa)(fa)，壓力等級 ANSI600，主(zhu)要由閥(fa)(fa)外(wai)體、閥(fa)(fa)內(nei)體、活塞(sai)(sai)、活塞(sai)(sai)桿、閥(fa)(fa)桿和(he)籠筒(tong)組成(cheng)。

2、工作原理

減壓閥閥體為一完整的鑄造體，活塞在帶孔眼的籠筒內沿閥門的(de)(de)中心線軸向(xiang)推移，有全沖程的(de)(de)導向(xiang)裝(zhuang)置。流(liu)(liu)體流(liu)(liu)道軸向(xiang)對稱，當流(liu)(liu)體流(liu)(liu)經籠(long)筒(tong)上的(de)(de)小孔時，相當一部(bu)分位(wei)能由于(yu)陡增的(de)(de)摩阻轉化為(wei)熱能，并(bing)由油流(liu)(liu)帶(dai)走，位(wei)能大大降低，于(yu)是前后(hou)產(chan)生壓差。當活(huo)塞右移時，活(huo)塞將(jiang)遮住(zhu)籠(long)筒(tong)的(de)(de)更多孔眼，流(liu)(liu)通面(mian)積將(jiang)進(jin)一步減小，前后(hou)壓差將(jiang)增大。

減壓(ya)閥(fa)能承受較大(da)(da)的壓(ya)力(li)(li)并能產生較大(da)(da)的壓(ya)差(cha)，能承受大(da)(da)落差(cha)的壓(ya)力(li)(li)要求，又可防(fang)止低點超壓(ya)。

3、控制原理

減(jian)壓閥(fa)的運(yun)行(xing)程序為一(yi)個運(yun)行(xing)（主閥(fa) PV-1001），另一(yi)個熱備用（副閥(fa) PV-1002），被控(kong)工藝參(can)數(shu)是減(jian)壓閥(fa)上游壓力(li)(li)，該壓力(li)(li)由減(jian)壓閥(fa)根據減(jian)壓閥(fa)上游壓力(li)(li)設定值來控(kong)制(zhi)。

根(gen)據實時(shi)(shi)測量的首站外輸流(liu)量，由 SCADA 主(zhu)機軟件計算出(chu)使最高點為最佳運行(xing)值（0.1~0.2MPa）時(shi)(shi)減壓閥上(shang)游必須達到的壓力值，該計算值由主(zhu)機實時(shi)(shi)傳給(gei)減壓站的 PLC，作為減壓站控(kong)制(zhi)回(hui)路(lu)的設(she)定值。控(kong)制(zhi)回(hui)路(lu)將其(qi)(qi)與(yu)上(shang)游壓力實測值比較，根(gen)據其(qi)(qi)偏差確定模(mo)擬信號（4~20mA）輸出(chu)量，減壓閥自身配(pei)備(bei)的單回(hui)路(lu)控(kong)制(zhi)器(qi)根(gen)據接收到的 4~20mA 信號的大小決定減壓閥的開度，調(diao)節上(shang)游壓力，直至與(yu)設(she)定值一致為止(zhi)。

如果主閥(fa)(fa)發生故障關閉，或因流通能(neng)力(li)不夠(gou)，使上游(you)壓力(li)超(chao)過副閥(fa)(fa)的設定值（6.7MPa），那么副閥(fa)(fa)將自動啟(qi)用，使上游(you)壓力(li)維持為 6.7MPa。

如(ru)果因故障使減壓閥(fa)上(shang)游壓力超過(guo) 7.0MPa，那么通過(guo)水擊泄放線泄壓。

4、控制回路

主(zhu)閥與副閥的控制(zhi)回路見圖 1。

圖 1 主閥 PV-1001 的控制回路（1-控制閥；2-液壓缸(gang)；3-活塞式氣(qi)動執行器(qi)(qi)；4-手動泵(beng)；5-過濾調(diao)節(jie)器(qi)(qi)；6-I/P轉換器(qi)(qi)；7-閥位(wei)控制器(qi)(qi)；8-限位(wei)開關；9-電位(wei)計；10-連接箱；11-閥位(wei)變送器(qi)(qi)；12-氣(qi)動控制箱）

控(kong)制(zhi)回路的特點如下：

（1）I/P 轉(zhuan)換器根據(ju)輸入的 4~20mA 電流，控(kong)制輸出小氣(qi)壓的小氣(qi)流。

（2）通過閥(fa)位控制(zhi)器實現小氣流帶動大氣流的效果，類似(si)晶體(ti)三極管放(fang)大原理。

（3）活塞(sai)式氣動執(zhi)行(xing)器(qi)，由彈(dan)(dan)簧(huang)(huang)組(zu)與(yu)活塞(sai)組(zu)成，其中彈(dan)(dan)簧(huang)(huang) 12 根，6 根左旋(xuan)，6 根右旋(xuan)，活塞(sai)前(qian)(qian)后移(yi)動時產(chan)生的扭力(li)相(xiang)互(hu)抵消，減少了活塞(sai)與(yu)定位滑道的摩擦力(li)，活塞(sai)前(qian)(qian)行(xing)依靠彈(dan)(dan)簧(huang)(huang)彈(dan)(dan)力(li)，后行(xing)依靠控制氣流(liu)。

（4）執行器下部為液壓缸，其作用有兩點(dian)：一(yi)是起(qi)阻尼器的作用；二是如果失去氣源，還可(ke)通過手動(dong)泵開(kai)關閥。

（5）液壓(ya)管(guan)路旁接直徑為 50mm 的(de)帶鋼(gang)鎧的(de)高壓(ya)橡(xiang)膠(jiao)氣(qi)囊，可有效地減少自動(dong)行程，消除時間(jian)滯后現象。

二、減壓閥的優點

1、降壓效(xiao)果好

庫鄯輸(shu)油管(guan)道的(de)減壓閥為(wei)三(san)(san)層籠(long)筒(tong)，為(wei)多(duo)級導向迷宮式籠(long)筒(tong)，每(mei)層籠(long)筒(tong)止(zhi)有 960 個孔，孔的(de)直徑為(wei) 5mm，籠(long)簡間距為(wei) 7mm，流體三(san)(san)次(ci)經過(guo)收縮斷面，因而降壓效果明(ming)顯(xian)，此種類(lei)型(xing)的(de)減壓閥減壓范(fan)圍可由 40MPa 降為(wei) 0.1MPa，庫鄯輸(shu)油管(guan)道由 7MPa 降壓為(wei) 1MPa 即滿足要(yao)求。

2、消聲效果好

當減壓閥滿負荷(he)運行(xing)時(shi)，噪(zao)音非常(chang)小(xiao)，為 60~70dB。

3、流通量大

 老管(guan)(guan)道(dao)節(jie)流(liu)(liu)時(shi)常采(cai)用孔板法蘭(lan)，需經過 4D~6D（D 為管(guan)(guan)徑）的(de)行程后，方由紊流(liu)(liu)恢復為層(ceng)流(liu)(liu)。

庫鄯輸油(you)管道所(suo)采用的減壓(ya)閥(fa)，當流(liu)體經(jing)過籠筒孔眼時，僅在籠筒處(chu)形(xing)成紊流(liu)（Re＞4000），經(jing) 2D 行程后，恢復(fu)為層流(liu)（Re≤2100），故(gu)流(liu)通值大。

4、壓力平衡

減(jian)壓(ya)閥上游(you)的(de)原(yuan)油經過(guo)(guo)閥內體(ti)與閥外(wai)體(ti)間的(de)流(liu)道，通過(guo)(guo)籠筒孔眼進入(ru)下游(you)，活(huo)(huo)塞(sai)橫面上有(you)孔，下游(you)的(de)原(yuan)油由此進入(ru)活(huo)(huo)塞(sai)和閥內體(ti)，在(zai)所(suo)有(you)活(huo)(huo)動部(bu)件上承受大小(xiao)相等、方向(xiang)相反的(de)作用力，原(yuan)油沿(yan)籠筒孔眼進入(ru)時所(suo)產生的(de)壓(ya)力方向(xiang)與活(huo)(huo)塞(sai)沿(yan)籠筒軸(zhou)向(xiang)移動的(de)方向(xiang)垂直，因此執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)推動活(huo)(huo)塞(sai)來回移動以(yi)調節原(yuan)油流(liu)通量時，不需克服軸(zhou)向(xiang)力，僅需克服密封機(ji)構(gou)的(de)彈性摩擦力。減(jian)壓(ya)閥執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)小(xiao)巧，結(jie)構(gou)緊湊(cou)。

5、傳動(dong)機構操作準確

活(huo)(huo)塞(sai)是由成(cheng) 90° 的角式傳動機構操(cao)作(zuo)的，由于活(huo)(huo)塞(sai)桿與閥(fa)桿的齒(chi)間隙為 0.1mm，從(cong)而保證齒(chi)條傳動機構的操(cao)作(zuo)無“滯后”現象。

6、氣源系統

氣源系統有兩個壓力為 1.0MPa、體積為 10m³ 的儲氣鋼罐，并聯工(gong)作，可保(bao)證在(zai)停電情(qing)況下減壓閥繼(ji)續工(gong)作 20min。

三、注意事項

（1）氣源系統中有兩臺壓縮機、兩個空氣干燥器，由于壓縮機工作壓力為 1.0MPa，排風量為 30m³/h，壓縮(suo)過程(cheng)中氣(qi)體(ti)中的水分易凝(ning)結(jie)沉積(ji)，因(yin)此每(mei)天需定時放兩次(ci)水，以減(jian)少干燥器的負荷，若排(pai)水系統安裝電(dian)磁閥(fa)，則可實現遙控排(pai)水。

（2）由于籠(long)筒(tong)上的孔眼(yan)為 5mm，為防止(zhi)減(jian)壓(ya)閥(fa)被堵(du)，閥(fa)前必須加裝過(guo)濾(lv)器(qi)，為保證流通量并考慮過(guo)濾(lv)網的強(qiang)度，庫鄯輸油管道(dao)安裝的過(guo)濾(lv)器(qi)網眼(yan)對角線不大于 3mm（濾(lv)網鋼絲直徑為 1.2mm）。

投(tou)產初(chu)期，未裝過濾器，致使雜物在減壓(ya)閥內阻塞，流通(tong)能力(li)降(jiang)低。加(jia)裝過濾器后，隨著油流對籠筒孔眼的沖刷，其(qi)流通(tong)能力(li)逐漸(jian)恢復(fu)，見圖(tu) 2。

圖(tu) 2 主(zhu)減(jian)(jian)壓閥(fa)的(de)(de)特性曲線(xian)（1-主(zhu)減(jian)(jian)壓閥(fa)嚴重被(bei)堵(du)時的(de)(de)特性曲線(xian)；2-加裝過濾器運(yun)行一段時間后，主(zhu)減(jian)(jian)壓閥(fa)流通能力恢復(fu)過程中的(de)(de)曲線(xian)；3-主(zhu)減(jian)(jian)壓閥(fa)在正(zheng)常(chang)情況下的(de)(de)特性曲線(xian)）

根據(ju)(ju)近期采集(ji)的(de)數據(ju)(ju)看，庫鄯(shan)輸油管道采用的(de)減壓閥(fa)已恢復正常，運行良好。