浅析密闭输油泄压装置的应用

尹景全 裴鲁豫（中石化管道储运公司聊城输油处， 山东 聊城 252000）

浅析密闭输油泄压装置的应用

尹景全 裴鲁豫
（中石化管道储运公司聊城输油处， 山东 聊城 252000）

水击泄压阀是密闭输油管道在运行中发生意外超压的重要自动保护装置，本文介绍了水击形成的原因、过程及其危害，水击的保护方法，密闭输油水击泄压阀及其各自工作原理和优缺点的分析，现今为止在长输密闭输油管道中应用最广泛的水击泄压阀的种类，以及在仪长线无为输油站上的实际应用。

密闭输油；保护装置；水击；泄压阀；应用

在长距离密闭输油的运行中，水击现象对长输管道的危害巨大，因非正常停泵、误关阀门及混油界面经过泵时经常会引发水击现象。为避免因管道局部超压引起管线破裂、设备损坏等事故，需要有效、快速地消除这种危害。因此，水击保护成为长输密闭输油关键性的工艺技术之一。本文在常用的水击保护方法中主要讲述了水击泄压阀的泄压保护。着重分析了泄压阀的工作原理、类型和优缺点，再结合实际生产情况作出综合分析。

1 管道水击保护

（1）水击 由于某种原因引起管内液体流速发生急剧变化引起的管内压力大幅度波动的现象。

（2）水击的产生 输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，它所引起的压力波动称为水击。水击发生时，声音犹如锤子敲击管壁，故水击也叫水锤。

（3）水击保护方法 ①超前保护；②安装调节阀；③增设泄压阀进行水击泄放保护；④在循环泵前、后的管路之间安装止回阀的旁通管；⑤可适当增设缓闭单向阀；⑥在较长管道中设置调压室；⑦在管路中按规定安装排气阀；⑧适当加大管径；⑨增强管道管壁强度。

其中，进行水击泄放保护的泄压系统自动保护装置是本文研究的对象。泄压系统自动保护装置由三部分组成：泄压阀、泄压罐和连接管道。文中将围绕水击泄压阀的原理、分类、优缺点、应用及维护保养来深入分析说明密闭输油中的自动保护装置。

2 水击泄压阀

（1）水击泄压阀的原理 水击泄压阀的保护自成体系，其主要工作原理是当输油管线因某种原因产生瞬时水击波时，管道内压力超过泄压阀预先的动作设定压力值，泄压阀通过某种方式自动开启，在超压点把部分甚至全部液体泄放到储油罐中，以减轻瞬间压力波动，此时泄流管路的流量开关将检测的泄放流量信号传给站控系统显示报警。当管道内压力低于泄压阀泄放动作设定值时，水击泄压阀自动关闭，报警消除。水击泄压阀避免了因管道局部超压引起管线破裂、设备损坏等事故，是保护管道安全的重要设备。

（2）各种水击泄压阀的优缺点分析 从水击泄压阀结构性能上分析优缺点：①自力式泄压阀：比如弹簧直接式泄压阀和定值器分离式泄压阀这两种直接式泄压阀都属于自力式泄压阀，它们的控制取源于泄压阀自身，不需要外部控制信号，控制环节少、结构简单，响应速度快且无测压管路堵塞问题。氮气式泄压阀适用于易燃易爆工作环境，工作适应性强；不考虑介质物性，适用范围广。缺点是弹簧直接式泄压阀控制精确度较低、回差较大、定值稳定性较差；定值器分离式泄压阀需另配气源和定值器，结构上复杂，泄压值设定受温度影响不稳，造成微超不泄或偷泄不止，氮气瓶需要定期更换，氮气利用率低，浪费能源。其中胶囊式泄压阀容易老化划伤。所以自力式泄压阀具有局限性，多用于控制精确度要求不高的场合。②它力式泄压阀：它的控制取源为外部的仪表监控装置，仪表监控装置进行压力检测且控制信号输出，然后通过换向阀实现泄压阀的自动控制，由于目前仪表监控装置的精确度和可靠性都很高，因此它力式泄压阀在控制精确度、回差、定值稳定性、调试以及远方监控性能都具有显著的优点。缺点是多环节控制系统，结构组成相对复杂，仪表装置和电磁换向阀需要稳定电源。

3 水击泄压阀的应用前景

（1）应用较广的泄压阀类型 目前为止，输油管道应用较广的泄压阀有三种，即先导式泄压阀、氮气胶囊式泄压阀和氮气轴流式泄压阀，其压力泄放效果都能满足管道的要求。仪长线普遍应用的是最后一种，具体型号为DANIEL氮气式水击泄压阀。

（2）无为输油站DANIEL氮气式水击泄压阀 DANIEL氮气式水击泄压阀的原理是通过氮气供应系统在活塞腔内的氮气压力和弹簧压力的共同作用下，使活塞和密封圈紧密贴合，使原油封闭在上游管段内。当上游管线因为某种原因产生水击使原油出站压力大于高压设定值，也就是氮气压力和弹簧压力之和时，活塞向后运动并挤压氮气，泄压阀打开使原油通过阀腔、泄压管道最终流入泄压罐。当水击消失时，原油压力降至设定压力以下，活塞在氮气压力和弹簧力的作用下紧压密封圈，泄压阀关闭。DANIEL氮气式水击泄压阀为自力式泄压阀中定值器分离式的氮气轴流式的一种，具有适用范围广，防燃防爆，压力调节范围大等优点。而且在氮气控制柜中安装有压力变送器，将压力值转换为电信号并传送至站控SCADA系统进行远程监测、报警，大大提高了它的自动化程度。

［1］黄春芳.石油管道输送技术［M］.北京：中国石化出版社，2008.

［2］陈贵清，王维军，周红星，任春立.压力管道水击危害及其防治［J］.河北理工学院学报，2005，27（1）.

［3］刘洋，刘威.水击泄压阀在成品油管道的应用［J］.价值工程，2012，（25）.