博斯特調壓撬故障分析與處理

孟維健

（中石化河北建投天然氣有限公司，河北 石家莊 050000）

1 引言

天然氣分輸站主要由旋風分離器、過濾分離器、計量撬、調壓撬等關鍵設備組成，調壓撬將上游8 MPa 壓力節流調壓至4 MPa 左右后向下游用戶進行供氣。因下游用戶管道設計壓力在4 MPa 左右，調壓撬的運行好壞將直接影響著下游用戶的直接供氣。

2 調壓撬組成及工作原理

博斯特調壓撬主要由安全切斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥、不銹鋼壓力表及閥組、設備鋼架、電氣控制箱及接線、儀表控制箱及接線、取壓系統及保證壓力控制系統正常運行的所有相關配套附件等組成，通過二次減壓后向下游用戶進行供氣，其工藝流程如圖1 所示。

圖1 博斯特調壓撬工藝流程圖

3 調壓撬故障分析與處理

因調壓撬設備主要故障集中在安全切斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥等主要設備上，因此，本文主要對其進行分析[1]。

3.1 安全切斷閥

安全切斷閥一般由壓力傳感組件、脫扣機構組件、關閉機構組件三部分組成，安全切斷閥包括安全切斷閥和安全切斷器。其工作原理為由壓力傳感器感應被監控的氣體壓力，當壓力超過監控所允許的范圍時，壓力傳感器機構產生位移，帶動脫扣機構，使脫扣機構脫扣，在關閉彈簧和流動氣體壓力的作用下使切斷閥關閉，達到切斷氣體通路的目的。

安全切斷閥常見故障主要有切斷關閉嚴密性、切斷反應靈敏性、切斷閥壓力準確性三方面。

3.1.1 切斷關閉不嚴的故障分析與處理

現象：切斷閥手動切斷或關閉出口閥門，人為將出口壓力升高到切斷閥切斷壓力使其切斷，切斷后打開切斷閥下游放空閥將閥后氣體排盡，如果出現切斷后流量不為0，即切斷閥關閉不嚴。

故障分析及處理：切斷閥主閥瓣損傷，應進行更換；切斷閥副閥瓣損傷，應進行更換；切斷閥閥口損傷，應進行更換；切斷閥閥口和閥瓣關閉密封線之間存在雜質，應進行清除；切斷閥切斷后關閉不到位，主要表現為閥桿運行阻力大于切斷閥關閉彈簧的彈簧力，應對閥桿進行清洗潤滑。

3.1.2 切斷反應不靈敏的原因及處理

現象：在切斷過程中切斷時間較長，但切斷后也能關閉嚴密。

故障分析及處理：切斷閥主體部分內的切斷閥芯阻力較大，應立即清洗主體內的閥芯；切斷閥閥桿運行阻力較大，應對閥桿進行清洗潤滑；脫扣機構零件之間運行不靈活，應進行維修或更換。

3.1.3 切斷壓力不準確的原因及處理

現象：切斷閥未按照實際設定的壓力進行切斷，切斷壓力偏高或偏低。

故障分析及處理：脫扣機構運行不靈活或滑塊位置安裝不正確，應檢查更換脫扣機構或調校滑塊；檢測工具或方法不正確，檢測時對出口管道加壓時應勻速加壓，加壓設備、壓力表（儀）及進氣的管道孔徑應一致。

3.2 監控調壓閥

監控調壓閥入口壓力經前置指揮器穩壓后進入控制指揮器，控制指揮器調壓后輸出負載壓力進入閥后腔，推動膜片，克服彈簧作用力，使閥口打開，實現減壓和穩壓的流量輸出。當下游用氣量減小時，調壓閥后的反饋壓力升高，經測量管線反饋給控制指揮器，使控制指揮器失去平衡，其輸出負載壓力減小，調壓閥內也打破平衡，膜片在彈簧和反饋壓力的作用下，使閥口開度變小，甚至關閉，使調壓閥的出口壓力降回到設定壓力值。當下游用氣量增加時，下游反饋壓力降低，其各部分的動作相反。

監控調壓閥常見故障主要有調壓器不能正常打開、調壓器不關閉、調壓器不過氣、出口壓力過低、出口壓力過高、喘振、冰堵七方面。

3.2.1 調壓器不能正常打開

現象：正常供氣狀態下調壓器無法開啟。

故障分析及處理：調壓器前端供氣未打開，流量不充足，應開啟前端閥門導通流程；指揮器供氣不足，應更換指揮器過濾器；調壓器主皮膜損壞，應進行更換。

3.2.2 調壓器不關閉

現象：正常供氣結束后，調壓器無法正常關閉。

故障分析及處理：閥門墊磨損，應及時更換閥口墊；閥筒密封環磨損，應及時更換閥筒密封；指揮器閥口關不嚴，應檢查指揮器閥口墊。

3.2.3 調壓器不過氣

現象：正常供氣狀態下，站控機顯示調壓器已打開，但是下游無法供氣。

故障分析及處理：上游無壓力，應檢查上游閥門是否開啟，管線上是否有盲板未拆，管線是否堵了；指揮器故障，檢查指揮器上游信號管是否有雜質或者結冰堵塞或指揮器皮膜破損；調壓器主皮膜破損，應檢查調壓器皮膜腔兩邊是否相通。

3.2.4 出口壓力過低

現象：正常供氣狀態下，監控調壓閥后壓力表顯示壓力遠遠低于正常值3.5 MPa 左右。

故障分析及處理：進口端過濾器堵塞，應及時消除污物；指揮器控制彈簧疲勞，應更換彈簧；調壓器的流通能力無法滿足工況需求，應增開一路，兩路供氣。

3.2.5 出口壓力過高

現象：正常供氣狀態下，監控調壓閥后壓力表顯示壓力遠遠高于正常值3.5 MPa 左右。

故障分析及處理：密封件損壞，應及時更換密封件；密封墊太臟，導致閥口處發生內漏，應清除密封墊上臟物。

3.2.6 喘振

現象：正常供氣狀態下，現場出現氣流沖擊設備管線的撞擊聲。

故障分析及處理：信號管的安裝位置距離監控調壓閥過近，應調整引壓管位置；下游需求是否過低，待下游需求增加后進行供氣。

3.2.7 冰堵

現象：正常供氣狀態下，監控調壓閥后路管段出現結冰現象。

故障分析及處理：控制單元缺失足夠的加熱措施，應及時開啟加熱裝置；前后壓差過大，應根據下游管段設計壓力相應提高出口壓力；過濾器等設備雜質過多未進行排污，及時對過濾器進行排污。

3.3 工作調壓閥

工作調壓閥是活塞型閥門，活塞在籠筒內被導引，節流發生在活塞邊緣與籠筒的孔口之間，氣流來自籠筒外，因此在籠筒層孔內氣流速度很快，籠筒選用的材質高度抗腐蝕與磨蝕。調壓閥主密封圈位于籠筒的最前端，活塞在全行程上被導引，當被推動穿過主密封圈時，閥門前后的差壓強迫主密封圈緊貼活塞壁而緊密關閉閥門。

工作調壓閥常見故障主要有控制閥不能正常開啟和關閉、全關位置內漏、控制閥實際通氣能力顯著下降三方面[2]。

3.3.1 控制閥不能正常開啟和關閉

現象：閥門無法進行就地或者遠控操作。

故障分析及處理：控制閥動力電丟失，應檢查線路重新供電；活塞被卡住或內部被損壞，應將控制閥從管道上拆下來，檢查活塞將阻礙物去除。

3.3.2 全關位置內漏

現象：將工作調壓閥全部關閉后，現場能聽到氣流聲或流量計走數。

故障分析及處理：雜質在密封面處，應連續啟閉幾次閥門，通過介質吹掃密封面，使密封面清潔；密封圈損壞，應及時更換密封圈。

3.3.3 控制閥實際通氣能力顯著下降

現象：上游輸氣壓力正常且下游壓力較低情況下，流量計瞬時流量較小。

故障分析及處理：控制閥開度不夠，應開大控制閥位并現場檢查反饋閥位；籠套上的節流孔堵塞，應對閥門進行解體，清除籠套節流孔上的雜質。

4 總結

調壓撬作為對上游高壓氣體進行節流調壓的關鍵設備，其運行良好直接關系到下游用戶正常用氣，本文對博斯特調壓撬安全切斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥三個主要設備故障時現象及問題分析處理進行了詳細的總結，對于后期輸氣場站日常保養及緊急情況下的處置可提供有效參考。