長(cháng)輸管線(xiàn)閥門(mén)排污與放空的分析及研究

　　介紹了長(cháng)輸管線(xiàn)的排污與放空在管線(xiàn)工程中的作用和實(shí)際應用效果，分析了管線(xiàn)閥門(mén)排污與放空在實(shí)際工程中的必要性及排污與放空對活塞效應閥座的影響，提出了管線(xiàn)閥門(mén)活塞效應閥座的設計必須與排污、放空有效結合，管線(xiàn)閥門(mén)才能實(shí)現雙截斷與泄放的功能。

1、概述

　　隨著(zhù)管道工程的建設和發(fā)展，推動(dòng)了管線(xiàn)閥門(mén)的發(fā)展和進(jìn)步。由于長(cháng)輸管線(xiàn)自身的一些特殊性，對管線(xiàn)閥門(mén)在設計、制造、檢測等方面提出了一些不同于一般工業(yè)用戶(hù)的技術(shù)要求。當前，在閥門(mén)的設計制造方面，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)發(fā)現很多單位對長(cháng)輸管道工程的特殊性認識不夠，產(chǎn)品設計、技術(shù)管理工作經(jīng)驗和經(jīng)歷不足，對管線(xiàn)閥門(mén)的相關(guān)要求了解不夠深入，不理解工況系統對管線(xiàn)閥門(mén)提出的技術(shù)要求，特別是對排污、放空及注脂等閥門(mén)附件提出的要求，仍按為一般工業(yè)用戶(hù)技術(shù)要求的設計理念來(lái)設計制造管線(xiàn)閥門(mén)，造成了管線(xiàn)閥門(mén)在運行中存在許多難以解決的質(zhì)量問(wèn)題，最終不得不更換閥門(mén)。

2、對比分析

2.1、長(cháng)輸管線(xiàn)排污及放空

　　為了保證長(cháng)輸管線(xiàn)安全和可靠運行，管線(xiàn)設計者每隔一段距離，正常情況為20 ～ 70km 設置一個(gè)線(xiàn)路截斷閥( 圖1) 。

　　線(xiàn)路截斷閥、旁通閥和排污放空閥組成了線(xiàn)路截斷閥室。每條長(cháng)輸管線(xiàn)都有n 個(gè)閥室。排污放空管線(xiàn)的口徑一般為干線(xiàn)的1 /4 ～ 1 /3。管線(xiàn)上設置的排污與放空的主要作用為①管線(xiàn)分段試壓時(shí)，排水及排氣。②管線(xiàn)投產(chǎn)前，清管、吹掃和置換時(shí)排污及排氣。③投運后，事故狀態(tài)下，需搶修時(shí)對管線(xiàn)排污放空。

　　管線(xiàn)投運后，正常情況下，排污放空閥處于關(guān)閉狀態(tài)。排污放空閥的動(dòng)作概率極低，只有在事故狀態(tài)下，需搶修時(shí)才會(huì )動(dòng)作。

1. 線(xiàn)路截斷閥2. 旁通閥3. 排污放空閥

圖1 管線(xiàn)系統布置

　　如果管線(xiàn)上的線(xiàn)路截斷閥沒(méi)有排污放空設計，或者排污放空設計不合理。如B 斷管線(xiàn)出現事故需搶修( 圖2) ，為保證施工安全，按施工規范必須放空A 段管線(xiàn)、C 段管線(xiàn)，并使A 段線(xiàn)、C 段管線(xiàn)的排污放空一直處于全開(kāi)狀態(tài)。這樣放空管線(xiàn)為A +B + C 段。管線(xiàn)口徑越大，放空的成本越高，對環(huán)境的影響也越大，有時(shí)法規會(huì )不允許這樣做。

圖2 管線(xiàn)的排污與放空

2.2、管線(xiàn)閥門(mén)排污及放空

　　為了保證搶修施工的安全，減少對環(huán)境的影響，降低放空代價(jià)，線(xiàn)路截斷閥上的排污放空顯得尤為重要。因此，線(xiàn)路截斷閥必須嚴格按API 6D 規范要求設計排污放空，其每個(gè)閥座均能承受全壓差( 圖3) 。

圖3 管線(xiàn)閥門(mén)的排污與放空

　　使用符合API 6D 規范要求的線(xiàn)路截斷閥，在B段管線(xiàn)出現事故時(shí)( 圖4) ，關(guān)閉管線(xiàn)上的n + 1、n +2 線(xiàn)路截斷閥，打開(kāi)線(xiàn)路截斷閥上的排污與放空，就可隔離A 段管線(xiàn)、C 段管線(xiàn)的介質(zhì)，僅放空B 段管線(xiàn)的介質(zhì)，就可安全施工。

圖4 通過(guò)管線(xiàn)閥門(mén)的排污與放空隔離上下游介質(zhì)

　　API 6D 是關(guān)于長(cháng)輸管線(xiàn)閥門(mén)的一個(gè)重要規范，它主要規定了管線(xiàn)上使用的球閥、閘閥、旋塞閥、止回閥在設計、制造、試驗等方面的要求。API 6D 規范對具有DBB 功能的閥門(mén)提出了排污、放空的要求，并對排污口、放空口的尺寸作出了規定。球閥、閘閥可以設計成雙閥座的閥門(mén)，實(shí)現DBB 功能，API 6D 規范對排污放空提出的要求，實(shí)際上是對規范中的球閥和閘閥提出要求。管線(xiàn)設計者常把管線(xiàn)球閥和閘閥選作線(xiàn)路截斷閥，利用線(xiàn)路截斷閥的排污放空來(lái)隔絕上、下游介質(zhì)，在搶修時(shí)代替管線(xiàn)上的排污放空( 圖4) 。線(xiàn)路截斷閥的排污與放空口徑較小。管線(xiàn)投運后，會(huì )定期手動(dòng)動(dòng)作，來(lái)檢查閥座的密封性，并排空閥腔內污物。

　　線(xiàn)路截斷閥的排污放空主要功能為①閥門(mén)出廠(chǎng)試驗時(shí)，驗證閥座的密封性。②管線(xiàn)投產(chǎn)前，排空閥腔內污物。③投運時(shí)，在線(xiàn)檢查閥座的密封性。④搶修時(shí)，代替管線(xiàn)上的排污與放空。

5、結語(yǔ)

　　管線(xiàn)上的排污與放空是長(cháng)輸管線(xiàn)工藝系統的功能要求之一，其功能可通過(guò)管線(xiàn)上設置的排污放空閥實(shí)現，也可通過(guò)符合API 6D 規范要求的管線(xiàn)閥門(mén)實(shí)現。通過(guò)前者實(shí)現時(shí)，放空量較大，產(chǎn)生的經(jīng)濟損失及對環(huán)境的影響均較大。通過(guò)后者實(shí)現時(shí)，可隔離上、下游介質(zhì)，在搶修時(shí)可代替管線(xiàn)上的排污放空，減少介質(zhì)的排空量，降低排空對環(huán)境的影響。通過(guò)管線(xiàn)閥門(mén)實(shí)現管線(xiàn)的排污與放空，管線(xiàn)閥門(mén)必須具備DBB 功能，而管線(xiàn)閥門(mén)的DBB 功能是由活塞效應閥座與閥門(mén)上的排污、放空共同作用完成的。要實(shí)現管線(xiàn)閥門(mén)的DBB 功能，關(guān)鍵是閥座前后壓差△P 的建立。為達到此目的，除了合理設計活塞效應閥座的結構尺寸，另一個(gè)關(guān)鍵的因素是按照API 6D 規范的規定合理設計管線(xiàn)閥門(mén)的排污與放空。