水击泄压系统失效分析及保护措施

中国石油工程建设有限公司华北分公司

输油管道一般采用密闭输送工艺，整个体系是一个统一的连续的水力系统，当某站场机泵出现非正常停运或者某阀门事故关闭时，都会造成水击，导致管道内不稳定流动[1]。为防止在水击工况下管道超压以及减轻管道运行参数的脉动，维持管道的平稳运行，最有效的防控手段是依靠管道的自动保护系统[2]。

输油管道水击保护措施主要由压力联锁保护、水击超前保护、水击泄压保护三部分组成。水击泄压保护作为管道安全运行中重要保障，是输油管道最后一道保护屏障[3]。国内某管道在投产过程中，泄压阀曾发生不正常开启导致泄压罐冒顶和超压损坏事件。因此，对输油管道水击泄压阀失效进行模拟，采取水击泄压系统安全保护措施，对管道的安全运行具有极其重要的意义。

1 水击泄压阀

水击泄压阀作为输油管道密闭输送工艺系统的关键设备，主要用于防止管道因压力波异常、水击导致设备超压损坏及管线破裂[4]。输油管道目前常用水击泄压阀主要有先导式水击泄压阀和氮气式水击泄压阀两类。原油管道一般选用氮气式泄压阀[5-7]，成品油管道一般选用先导式泄压阀[8-10]。

两种类型的水击泄压阀主要优缺点如表1 所示[11-12]。

2 泄压阀失效分析

根据水击泄压阀的工作原理可知，氮气式泄压阀故障主要原因有[13-15]：设备精度不够，阀门泄压点偏移，氮气损失快，阀开启后无法复位等；先导式水击泄压阀故障主要原因有[15-17]：压力管堵塞，主阀开启后无法复位，密封圈失效，先导阀失效等。……