SHAFER氣液聯動執行機構緊急自動關斷功能失效分析與預防措施

宮川寶

（山東省天然氣管道有限責任公司，山東濟南 250101）

SHAFER氣液聯動執行機構緊急自動關斷功能失效分析與預防措施

宮川寶

（山東省天然氣管道有限責任公司，山東濟南 250101）

SHAFER氣液聯動執行機構是國內天然氣長輸管道干線和輸氣站場配備的緊急自動關斷設備。但在遇到爆管、火災等緊急情況時，一旦無法自動關斷，將會使天然氣長輸管道和輸氣站場災情無法控制。因此SHAFER氣液聯動執行機構自動關斷功能失效形成了安全隱患。從緊急自動關斷功能原理入手，分析形成自動關斷功能失效的原因，并提出預防措施。

執行機構；自動關斷；失效

SHAFER氣液聯動執行機構一般安裝在天然氣長輸管道閥室和進出站場位置，起到緊急關斷輸氣干線和截斷進站氣源和出站氣源作用。當干線出現爆管、漏泄等緊急情況時，事故點上游或下游氣液聯動執行機構會自動關斷，以保證災害不會漫延，上游和下游天然氣不會損失過大。站場出現爆管、泄漏、火災時，氣液聯動執行機構自動關斷功能可以保證災情事故不會漫延出站場。一旦SHAFER氣液聯動執行機構自動關斷功能失效，災情將漫延，事故損失無法控制。由于日常設備運行過程中，氣液聯動執行機構長期處于全開狀態。長時間不進行緊急自動關斷功能測試，因此功能失效不易被發現，形成了長輸管道和站場的安全隱患。

1 SHAFER氣液聯動執行機構緊急關斷功能原理

設備運行前，在控制單元設定自動關斷觸發條件。包括管道的最高壓力、最低壓力、壓降速率和觸發時間等。氣液聯動執行機構處于長開狀態。管道中天然氣通過進氣閥進入控制單元，控制單元檢測管道內天然氣壓力變化。當管道內天然氣達到設定自動關斷觸發條件時，控制單元內電磁閥導通，通過電磁閥，分別進入2個常閉先導閥。其中1個常閉先導閥的導通，使天然氣進入常開先導閥，使其關閉，從而切斷開閥氣路，防止閥門再次打開。如需開閥，需要現場對常閉先導閥手動復位。另1個常閉先導閥導通后，推動梭閥向左運動，從而使動力天然氣與關閥油罐導通，完成關閥動作。閥門關閉到位后，拉動限位閥的頂桿，使限位閥關斷后，氣路控制塊的梭閥的右側動力氣通過孔板排出，梭閥復位，關閥內部殘余動力氣與放空口導通，罐內氣體放空，關閥動作完成。

2 自動關斷功能失效原因分析

1）出現過大事件記錄狀態，沒有清除。在控制單元接收自動關斷觸發條件后，包括管道的最高壓力、最低壓力、壓降速率，以及失電等誤判信號，執行機構會自動關斷閥門。之后，在控制單元內形成了大事件記錄。當使用執行機構打開閥門后，必須重新連接筆記本電腦，清除大事件記錄，否則執行機構不會關閉。

2）壓力變送器失效，導致探測壓力不在壓力變送器失效設定區間內。壓力變送器失效，即使上下游壓力在自動關斷觸發條件內，壓力變送器也無法將信號傳送到控制單元，從而無法觸發執行機構關閉。

3）控制單元內電磁閥故障。電磁閥故障后，無法導通關閥液罐來關閉執行機構。

4）先導閥故障。完成自動關閥動作需要2個常開先導閥導通，1個常閉先導閥關閉。如果其中任何一臺先導閥出現故障，則無法完成關斷動作。

3 預防措施

1）開啟誤關斷閥門后，及時消除大事件記錄。閥門因氣液聯動執行機構失電、雷擊、電壓波動等原因會形成誤關斷，執行機構關閉閥門，在控制單元內形成大事件記錄“1”次，在站控系統內形成大事件記錄“1”次。當執行機構重新開啟閥門后，及時使用電腦在控制單元內消除大事件記錄，站控系統記錄會隨之消失。如果只在站控系統內清除大事件記錄，控制單元仍然無法消除記錄，氣液聯動執行機構仍然無法緊急自動關斷。

2）按時巡檢，壓力變送器失效后及時維修與更換。壓力變送器失效后，控制單元壓力會顯示“-999”，站控中壓力也會顯示“-999”。這時需要及時維修和更換壓力變送器。

3）每年春季和秋季檢修，預防電磁閥和先導閥失效。每年利用春季檢修和秋季檢修，至少兩次檢測電磁閥和先導閥工作是否正常。對于常閉狀態電磁閥，檢測時打開下游管路，當有氣體流過聲音時，電磁閥則為失效；其原因主要為雜質卡堵密封面，需要及時清理密封面。當給電磁閥開啟命令時，電磁閥無氣體流過，電磁閥則為失效；其原因主要為電流過大燒壞線圈。這時需要拆開電磁閥，更換線圈或更換電磁閥。

4）檢測電磁閥電路故障，及時清除。當電磁閥供電電池和線路出現問題時，電磁閥也無法打開。這時需要檢測電池和線路供應狀態是否正常，如無24V直流電供電磁閥，需要進行維修。

4 結束語

通過對SHAFER氣液聯動執行機構緊急自動關斷功能失效分析，找出了形成原因，制定了相應的預防措施，為今后避免發生此類失效問題，提出了參考意見，也對設備定期巡檢與檢修提出了指導建議。

[1] 李鍇，牛樹偉.LineGuard電控單元失效故障分析及對策[J].儀器儀表用戶，2012，19（6）∶82-83.

[2] 寧雙生.Shafer 氣液聯動執行機構異常關斷典型事件分析[J].化學工程與裝備，2015，（05）∶131-133.

[3] 汪世軍.Shafer 氣液聯動閥執行機構功能與維護[J].油氣儲運，2010，9（4）∶296-297.

Fault Analysis and Preventive Measures of Emergency Automatic Shutdown Function of SHAFER Pneumatic-Hydraulic Driven Actuator

Gong Chuan-bao

SHAFER gas-liquid linkage actuator is the domestic natural gas long-distance pipeline and gas transmission station equipped with emergency automatic shutdown equipment.But in the event of explosion，fire and other emergencies，once can not automatically shut down，will make long-term natural gas pipeline and gas station disaster can not control.So SHAFER gas-liquid linkage actuator automatic shutdown function failure to form a security risk.From the principle of emergency automatic shutdown function，analysis of the reasons for the formation of automatic shutdown function failure，and put forward preventive measures.

executive body；automatic shutdown；failure

TE973

B

1003-6490（2017）02-0065-02

2017-02-05

宮川寶（1975—），男，吉林公主嶺人，高級工程師，主要從事天然氣輸送設備管理工作。