輸氣站場調壓機柜內設備故障研究與應用

趙哲峰

摘 要：輸氣站場壓力控制系統現場設備是由安全切斷閥（SSV）、監控調壓閥（PCV）、工作調壓閥（PV）按照從上游至下游的順序串連一起，安全切斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥應為相互獨立的設備。正常情況下，安全切斷閥和監控調壓閥處于全開位置，由工作調壓閥對下游壓力進行控制。鑒于此，本文對輸氣站場調壓機柜內設備故障研究與應用進行了分析探討，僅供參考。

關鍵詞：輸氣站場；調壓機柜；設備故障；應用

1 運行中存在的問題

1.1 同級負載供電問題

自控及通信機柜內設計之初的供電方式為UPS單回路供電，其中機柜中的24V電源、風扇及照明系統電源均來自站場UPS供電輸出，屬于同級負載。采取此類設置在后續的生產運行中存在的缺陷就是機柜中的風扇或照明燈管屬于易老化損壞部件，一旦出現老化燒毀，引起供電回路電流瞬間增大，極易導致機柜內的空開越級跳閘現象，從而導致總空開跳閘。某輸氣站場在日常運行中出現過風扇因電磁線圈老化，線圈內部短路，引起回路電流瞬間增大，ESD機柜總空開跳閘，ESD機柜掉電觸發ESD關斷。調壓機柜設計之初同樣存在此類同級負載問題，一旦出現機柜掉電問題嚴重影響下游用戶平穩供氣。

1.2 壓力控制設備定壓問題

PV閥可以預先設定出口壓力而自動控制開度，輸氣站場正常供氣調壓時，根據調壓下游用戶的分輸壓力要求確定PV壓力設定值Pw，Pw一般接近正常供氣壓力范圍的上限值。調壓支路在手動控制模式下，通過手動給定PV閥開度進行手動控制下游壓力、流量，不存在PV閥壓力設定的情況。針對SSV、PCV壓力設定值，《規范》在說明中參照歐洲標準（EN12186）指出，調壓系統中安全切斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥的壓力設定值關系為：SP1（安全切斷閥）>SP2（監控調壓閥）>SP3（工作調壓閥）；要求SP1≤MIPd（氣體調壓系統下游最大偶然出現的壓力），SP2≤TOPd（調壓系統下游壓力調節裝置可控制的臨時操作壓力），EN12186給出了TOP、MIP與MOP的關系，但未給出TOP、MIP與管道設計壓力的關系，且指出MOP≤DP（設計壓力），使用關系式時，MOP取值為DP，MAOP=MOP，當MOP>4MPa時，在調節閥控制下的臨時操作壓力TOPd（既監控調壓閥的設定壓力）=1.1MAOP；安全裝置限定的短時間內能經受的最大偶然壓力MIPd（即切斷壓力）=1.15MAOP；即SP3

1.3 管路自動邏輯切換設置問題

與手動模式運行相比，調壓系統自動模式運行能根據運行參數進行PID運算，避免頻繁的人為手動輸入閥位值，減少出錯幾率以及工作量，同時自動模式運行還具備管路事故關斷報警后的管路邏輯切換功能。在自動模式運行時，當在用支路工作調壓閥出現事故關斷時，系統檢測到信號時經過120秒延時，備用支路自動啟用開啟工作調壓閥，實現管路邏輯切換功能。在管路邏輯切換時，備用支路工作調壓閥開啟，但備用支路的的進口電動球閥并未開啟，因此導致備用調壓支路氣路未導通。

2 問題處理措施

2.1 綜合布線機柜內設備的配置

綜合布線系統采用開放式星型拓撲結構，可劃分成七個部分：工作區子系統、配線子系統、干線子系統、建筑群子系統、設備間子系統、管理子系統、進線間子系統。其中，配線子系統由工作區的信息插座模塊、信息插座模塊至配線設備（FD）的配線電纜和光纜、配線設備及設備纜線和跳線等組成。綜合布線機柜為內接主干電纜、光纜及水平電纜的主要設備。包含有配線架、理線器、交換機、模塊、跳線及尾纖等。

由于綜合布線機柜內設備眾多，合理的配備與布置至關重要。首先要確定電信間所帶網絡信息點及語音信息點的數量，然后計算出交換機、配電架及 110 配電架等設備的數量，最后勾畫出機柜內部設備的位置圖。辦公和管理都離不開及時、迅速、有效的信息通訊，建立一套投資合理、高效、先進的開放型布線系統并充分考慮技術的先進性和未來的擴展能力，使整個大樓滿足數據、圖像、多媒體信息大容量、高速的傳輸。故網絡信息點與語音信息點的數量與日俱增。確定機柜的大小與數量、電信間的面積及每臺機柜的最大出線能力，是作為設計人員必備的能力。

2.2 設置電源監控點

報警系統的作用在于及時提醒操作人員密切注視生產中的運行參數，以便采取措施預防事故的發生，是保證安全生產的重要措施。調壓機柜內控制電磁閥供電狀況是從電源空開經保險到繼電器上端進線處為正常帶電狀態，當繼電器接收到信號時動作導通電磁閥220V供電電路，電磁閥帶電開啟，因此選擇在機柜內繼電器上端進線正常帶電處設置電源監控點，確保當機柜內控制電磁閥供電的電源空開故障、保險燒壞、連接線路端子松動造成供電斷路時產生報警信號使值班人員在第一時間發現問題。

2.3 供電改造優化調整

針對機柜內單回路供電問題實施供電改造優化調整，將自控、通信一級關鍵負荷采用雙電源、雙回路UPS供電模式，解決可靠供電問題。同時實現為機柜內風扇及照明等輔助設備單獨提供1路非UPS電源供電。通過對自控及通信機柜供電優化改造，將風扇、照明電源與關鍵負荷電源進行分開設置，互不影響，避免了運行中風扇和照明等易損部件非關鍵負荷電源因故障造成機柜內電源整體失電，提高了設備運行完好率。

2.4 邏輯程序優化設置

通過專業自控人員對程序修改設置，將調壓撬進口電動球閥添加設置到邏輯程序當中，實現當在用調壓支路事故關斷后，達到延時時間后首先開啟電動球閥，再開啟調壓閥。需要注意的是在對程序進行優化修改設置時，現場設備須做好安全防范措施，同時程序修改完畢后進行管路邏輯切換測試。通過對調壓程序進行優化設置滿足了實際生產需要。

3 結束語

調壓撬作為輸氣站場重要的撬裝設備，負責向下游用戶調節壓力與流量。隨著生產過程自動化的提高，輸氣站場針對現場調壓設備設置了調壓機柜，調壓機柜內的自動控制系統能實現遠程及自動控制調壓撬設備運行，并實時采集現場參數，同時能夠與站場緊急停車系統實現聯鎖保護。因此在日常生產運行中保證調壓機柜內設備正常運行非常有必要，本文從輸氣站場的調壓機柜內的設備在生產運行中存在的故障問題入手，探求問題出現原因，提出合理應對措施，提高設備運行完好率。

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