1、前言 長(zhǎng)距離混輸管道按照一定的距離須設(shè)置緊急切斷閥，以在干線管道破損時(shí)啟動(dòng)切斷閥避免產(chǎn)生更大的泄露。
緊急切斷閥的啟動(dòng)判別方法主要由壓力限值法和壓降速率法。壓力限值法為管道壓力下降到設(shè)置的下限值時(shí)，系統(tǒng)即判斷出現(xiàn)泄露，啟動(dòng)切斷閥；壓降速率法為單位時(shí)間內(nèi)管道壓力下降幅度超過設(shè)置值時(shí)，系統(tǒng)判斷出現(xiàn)泄露，啟動(dòng)切斷閥。壓降速率法相對(duì)于壓力限值法具有對(duì)泄露事故反應(yīng)及時(shí)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，因此緊急切斷閥系統(tǒng)的控制方法一般采用壓降速率法。
根據(jù)資料檢索和查新，目前，混輸管道緊急切斷閥不同工況下的壓降速率法啟動(dòng)在國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)測(cè)試試驗(yàn)，國(guó)外也沒有公開報(bào)道測(cè)試情況。為檢驗(yàn)壓降速率法下緊急切斷閥的工作特性，在大慶油田設(shè)計(jì)院試驗(yàn)基地進(jìn)行了不同工況下緊急切斷閥壓降速率法測(cè)試。
2、緊急切斷閥壓降速率法工作性能測(cè)試
試驗(yàn)系統(tǒng)及流程如圖1所示，將一定流量的液、天然氣經(jīng)氣液混合器混合均勻后導(dǎo)入測(cè)試測(cè)試。關(guān)閉閥7，保持閥6的一定開度，使系統(tǒng)在設(shè)定的壓力、液量、氣量下運(yùn)行。經(jīng)過一定時(shí)間穩(wěn)定后，適當(dāng)打開閥7模擬泄露工況，并開始進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，直到緊急切斷閥M2啟動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉。紀(jì)錄壓力、溫度、液量、含氣率、排放時(shí)間、閥門關(guān)閉等數(shù)據(jù)。
圖1 緊急切斷閥測(cè)試試驗(yàn)流程
表1 緊急切斷閥不同試驗(yàn)流量
緊急切斷閥壓降速率法工作測(cè)試共進(jìn)行16個(gè)不同流量點(diǎn)（如表1所示），160次測(cè)試，壓降速率為0.387MPa/min，最小為0.054
MPa/min。切斷閥工作性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。
表2 緊急切斷閥試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
由表1可見，在含氣率在含氣率為60%~90%范圍內(nèi)氣液混輸情況下，當(dāng)壓降速率大于0.1MPa/min時(shí)，緊急切斷閥在全部試驗(yàn)中都順利啟動(dòng)，由此可見通過壓降速率法控制緊急切斷閥是可靠的，同時(shí)當(dāng)壓降速率小于0.1MPa/min時(shí)緊急切斷閥10次試驗(yàn)中也有5次無動(dòng)作，可見緊急切斷閥對(duì)于壓降速率也有一定靈敏度范圍，壓降速率過小時(shí)緊急切斷閥不會(huì)工作。
在混輸管道正常運(yùn)行時(shí)混輸管道在一定時(shí)間內(nèi)也存在一定的壓力波動(dòng)，因此在進(jìn)行混輸管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須同時(shí)考慮緊急切斷閥的壓降速率靈敏度和正常生產(chǎn)壓力波動(dòng)速率，以確保緊急切斷閥的正常工作范圍。
3、試驗(yàn)結(jié)論
基于以上介紹的試驗(yàn)，得到如下結(jié)論：
3.1 通過壓降速率法控制啟動(dòng)混輸管道緊急切斷閥是可行的；
3.2 緊急切斷閥通過壓降速率法控制啟動(dòng)時(shí)，存在壓降速率靈敏度問題，當(dāng)壓降速率過小，超過切斷閥的工作范圍時(shí)，切斷閥不會(huì)啟動(dòng)；
3.3 進(jìn)行混輸管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須同時(shí)考慮緊急切斷閥的壓降速率靈敏度和正常生產(chǎn)壓力波動(dòng)速率。
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