输气站场调压机柜内设备故障研究与应用

赵哲峰

摘 要：输气站场压力控制系统现场设备是由安全切断阀（SSV）、监控调压阀（PCV）、工作调压阀（PV）按照从上游至下游的顺序串连一起，安全切断阀、监控调压阀、工作调压阀应为相互独立的设备。正常情况下，安全切断阀和监控调压阀处于全开位置，由工作调压阀对下游压力进行控制。鉴于此，本文对输气站场调压机柜内设备故障研究与应用进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：输气站场；调压机柜；设备故障；应用

1 运行中存在的问题

1.1 同级负载供电问题

自控及通信机柜内设计之初的供电方式为UPS单回路供电，其中机柜中的24V电源、风扇及照明系统电源均来自站场UPS供电输出，属于同级负载。采取此类设置在后续的生产运行中存在的缺陷就是机柜中的风扇或照明灯管属于易老化损坏部件，一旦出现老化烧毁，引起供电回路电流瞬间增大，极易导致机柜内的空开越级跳闸现象，从而导致总空开跳闸。某输气站场在日常运行中出现过风扇因电磁线圈老化，线圈内部短路，引起回路电流瞬间增大，ESD机柜总空开跳闸，ESD机柜掉电触发ESD关断。调压机柜设计之初同样存在此类同级负载问题，一旦出现机柜掉电问题严重影响下游用户平稳供气。

1.2 压力控制设备定压问题

PV阀可以预先设定出口压力而自动控制开度，输气站场正常供气调压时，根据调压下游用户的分输压力要求确定PV压力设定值Pw，Pw一般接近正常供气压力范围的上限值。调压支路在手动控制模式下，通过手动给定PV阀开度进行手动控制下游压力、流量，不存在PV阀压力设定的情况。针对SSV、PCV压力设定值，《规范》在说明中参照欧洲标准（EN12186）指出，调压系统中安全切断阀、监控调压阀、工作调压阀的压力设定值关系为：SP1（安全切断阀）>SP2（监控调压阀）>SP3（工作调压阀）；要求SP1≤MIPd（气体调压系统下游最大偶然出现的压力），SP2≤TOPd（调压系统下游压力调节装置可控制的临时操作压力），EN12186给出了TOP、MIP与MOP的关系，但未给出TOP、MIP与管道设计压力的关系，且指出MOP≤DP（设计压力），使用关系式时，MOP取值为DP，MAOP=MOP，当MOP>4MPa时，在调节阀控制下的临时操作压力TOPd（既监控调压阀的设定压力）=1.1MAOP；安全装置限定的短时间内能经受的最大偶然压力MIPd（即切断压力）=1.15MAOP；即SP3

1.3 管路自动逻辑切换设置问题

与手动模式运行相比，调压系统自动模式运行能根据运行参数进行PID运算，避免频繁的人为手动输入阀位值，减少出错几率以及工作量，同时自动模式运行还具备管路事故关断报警后的管路逻辑切换功能。在自动模式运行时，当在用支路工作调压阀出现事故关断时，系统检测到信号时经过120秒延时，备用支路自动启用开启工作调压阀，实现管路逻辑切换功能。在管路逻辑切换时，备用支路工作调压阀开启，但备用支路的的进口电动球阀并未开启，因此导致备用调压支路气路未导通。

2 问题处理措施

2.1 综合布线机柜内设备的配置

综合布线系统采用开放式星型拓扑结构，可划分成七个部分：工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间子系统、管理子系统、进线间子系统。其中，配线子系统由工作区的信息插座模块、信息插座模块至配线设备（FD）的配线电缆和光缆、配线设备及设备缆线和跳线等组成。综合布线机柜为内接主干電缆、光缆及水平电缆的主要设备。包含有配线架、理线器、交换机、模块、跳线及尾纤等。

由于综合布线机柜内设备众多，合理的配备与布置至关重要。首先要确定电信间所带网络信息点及语音信息点的数量，然后计算出交换机、配电架及 110 配电架等设备的数量，最后勾画出机柜内部设备的位置图。办公和管理都离不开及时、迅速、有效的信息通讯，建立一套投资合理、高效、先进的开放型布线系统并充分考虑技术的先进性和未来的扩展能力，使整个大楼满足数据、图像、多媒体信息大容量、高速的传输。故网络信息点与语音信息点的数量与日俱增。确定机柜的大小与数量、电信间的面积及每台机柜的最大出线能力，是作为设计人员必备的能力。

2.2 设置电源监控点

报警系统的作用在于及时提醒操作人员密切注视生产中的运行参数，以便采取措施预防事故的发生，是保证安全生产的重要措施。调压机柜内控制电磁阀供电状况是从电源空开经保险到继电器上端进线处为正常带电状态，当继电器接收到信号时动作导通电磁阀220V供电电路，电磁阀带电开启，因此选择在机柜内继电器上端进线正常带电处设置电源监控点，确保当机柜内控制电磁阀供电的电源空开故障、保险烧坏、连接线路端子松动造成供电断路时产生报警信号使值班人员在第一时间发现问题。

2.3 供电改造优化调整

针对机柜内单回路供电问题实施供电改造优化调整，将自控、通信一级关键负荷采用双电源、双回路UPS供电模式，解决可靠供电问题。同时实现为机柜内风扇及照明等辅助设备单独提供1路非UPS电源供电。通过对自控及通信机柜供电优化改造，将风扇、照明电源与关键负荷电源进行分开设置，互不影响，避免了运行中风扇和照明等易损部件非关键负荷电源因故障造成机柜内电源整体失电，提高了设备运行完好率。

2.4 逻辑程序优化设置

通过专业自控人员对程序修改设置，将调压撬进口电动球阀添加设置到逻辑程序当中，实现当在用调压支路事故关断后，达到延时时间后首先开启电动球阀，再开启调压阀。需要注意的是在对程序进行优化修改设置时，现场设备须做好安全防范措施，同时程序修改完毕后进行管路逻辑切换测试。通过对调压程序进行优化设置满足了实际生产需要。

3 结束语

调压撬作为输气站场重要的撬装设备，负责向下游用户调节压力与流量。随着生产过程自动化的提高，输气站场针对现场调压设备设置了调压机柜，调压机柜内的自动控制系统能实现远程及自动控制调压撬设备运行，并实时采集现场参数，同时能够与站场紧急停车系统实现联锁保护。因此在日常生产运行中保证调压机柜内设备正常运行非常有必要，本文从输气站场的调压机柜内的设备在生产运行中存在的故障问题入手，探求问题出现原因，提出合理应对措施，提高设备运行完好率。

参考文献：

[1] 邢金朵，赵东风，韩丰磊，陈晓玮.基于HAZOP与AEMA的输气站场风险评估[J].石油与天然气化工，2015（4）：114～118.

[2] 孙立刚，王新，刘思敏.输气管道站场安全阀的设置[J].油气储运，2014（12）：1363～1366.

[3] 李雪洁，刘翠伟，李玉星.输气站场自用气系统优化设计[J].油气储运，2015（3）：271～274.

[4] 侯仰超.输气站场调压橇安全切断阀ESD信号变更探讨[J].化工管理，2014（15）：90+92.