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气液联动执行机构18问

供稿:中国工控网 2018/11/13 11:06:30

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  • 关键词: 气液联动执行机构
  • 摘要:本文对气液联动执行机构相关的18个问题进行了详细的汇总整理,供学习参考。

1. 气液联动执行机构有哪些基本功能和控制方式?

气液联动执行机构的基本功能是开关阀门。气液执行机构的控制方式还包括:远程开关阀门,破管自动保护(锁定位),ESD紧急关断(锁定复位)。

在没有动力气或者动力气不足情况下就地手动液压泵开关阀门;在动力气达到要求时实现人工气动开关阀门。当管道压力或压降速率超过设定值时并达到阀门动作条件时,气液执行机构自动开关阀门。

2. 气液联动执行机构主要由哪几部分组成?

气液执行机构的组成部分:机械驱动机构,气液转换机构,流体控制单元(气体控制部分液体控制部分),以及电子控制单元。

各部分作用如下:

机械驱动机构:与阀门连接,接收液压动力,输出开关阀门所需的驱动扭矩;

气液转换单元(主要包括储气罐、气液罐):执行器动作时将气源动力转换为液压动力;

流体控制单元:通过控制气液回路的通断,实现多种阀门开关方式;

电子控制单元:实时监测管道压力参数,紧急情况下执行自动切断,同时还具有人机交互,数据记录等功能。

3. 天然气管道上哪些地方需要安装气液联动?

紧急关断

破管保护、高低压关断

站场放空、站场旁通阀、进出口保护

双向远程控制

河道穿越阀室

代替大扭矩气动执行器、压缩机加载卸载保护

4. 为什么输气管道站场进出口需安装气液联动而非电动球阀?

场站进出口控制关系整个站场的安全,气液执行机构球阀控制功能齐全(紧急情况ESD、远程控制)。在站场起火或者断电紧急情况下,气液执行机构可以ESD动作关断进出站阀门,而电动球阀则会失效,无法保障安全。电动球阀事故状态下供电无法保证,无法保证安全。

5. 气液执行机构球阀和电动球阀在应用上有哪些差别?

气液执行机构球阀一般作为天然气干线阀门紧急关断,可以无需外部供电,开关时间迅速,对于场站等进出站阀门能够失电ESD动作,保护场站安全。

电动球阀开关时间较长,需要380VAC或者220VAC配置作为驱动电源才能工作,比较困难。但气液执行机构有排放,而电动球阀无排放。在长输管道干线阀门,场站进出阀门适合使用气液执行机构球阀;而在场站的工艺阀门等地方适合使用电动球阀。

6. 气液执行机构与直接气驱执行器的差别?

气液执行机构执行器输出扭矩大,功能齐全;直接气驱扭矩较小,功能单一。

直接气驱动利用气直接驱动液压,油作不平稳,对动力气要求高,成本比气液执行机构低20-30%。多用于单作用。

7. 气液联动与气动执行器的应用有什么不同?

气液执行机构需要高压动力气源作为动力,可配套多种控制功能,在失电失气时保持或者关断阀门,实为双作用执行器;

气动执行器采用低压气(管线取气调压或者压缩空气)作为动力,具有双作用和单作用形式。

8. 什么是气液执行机构的ESD控制功能?

ESD英文Emergency Shutdown,意为紧急关断,即在紧急情况发生时,实现系统保护,使气液执行机构处于故障安全位置。

气液执行机构的单一ESD,指气液执行机构紧急动作时只涉及本身一个设备;另外ESD联锁将气液执行机构作为其中一个控制对象,动作时会对整个系统实现保护。

使用条件:持续稳供24VDC电源;动力气源。

9. 为什么在站场的气液执行机构球阀的控制方式需要增加ESD功能?

站场的进出站球阀配备ESD功能,当站场发生火灾或者其他紧急事故时,保护整个站场的安全。

10. 气液执行机构能否实现单作用气动执行器的失电失气关的功能?

可以实现。通过气路控制的控制,当失电或者失气时,先导气排出,即可完成失电失气关(Fail Close)的功能。

11. 气液执行机构能否实现ESD和远程开关阀门?

可以同时配置ESD和远程开关阀门功能。

ESD功能通常为失电动作,同时系统锁定需要现场复位,适用于紧急情况下的保护;远程开关等同于将就地气动远程化,可以不用在现场即可完成阀门的开关动作功能。

12. 气液执行机构选型需用户提供哪些基本数据?

1. 环境条件:温度和地理位置

2. 现场条件:电源情况、气质组份

3. 管道运行压力波动范围

4. 功能要求:破管保护、远程开关、ESD紧急截断、部分行程测试等

13. 气液执行机构选型需阀门供应商提供哪些基本数据?

1. 阀门尺寸

2. 阀门压力等级

3. 阀门在管道运行最高、最低压下的开启扭矩

4. 阀杆最大承受扭矩

14. 为什么推荐使用大于1.7倍安全系数选型?

气液执行器长期处于开阀状态,长时间不动作,阀球与管道密封处会累积大量杂质,且由于地面的沉降,管道、阀门的变形,初始扭矩会变得很大。此时,1.5倍的安全系数无法保证阀门能够可靠动作,所以在条件允许的情况下,最好选用安全系数较高的执行机构配置(安全系数>1.7倍)。

15. 什么情况下需要给气液执行机构配置限扭矩装置?

当管道运行的高低压差较大,选型保证了低压时足够的安全系数,高压时却超过了执行器或者阀杆承受扭矩时,此时须配置限扭矩装置。其作用是:当动作阀门到位,压力达到设定的起跳压力时,限扭矩装置可阻塞进气,排出气液罐内的动力气,达到限制扭矩的作用。

16. 什么情况下考虑采用氮气作为气液执行机构动力气源?

1. 管道气不可取用(如高含硫,焦煤气等)时

2. 天然气管道含水量较大且可能造成系统冰堵时

3. 管线压力超低(0.5MPa以下)时

4. 输油管道

氮气属于惰性气体,无害,含水量低,作为执行器动力气源安全可靠;其缺点是需要更换氮气瓶组,增加了更换和维护的工作量,而且对气动部件的零泄漏要求高。

17. 什么是气液执行机构PST部分行程测试功能?

在不影响管线输气的前提下,通过PST可以实现阀门自动关闭10~15°(可调)再自动回到全开位置的测试,防止阀门因常年不动作带来的潜在风险,提高管道运营的安全性。

18. 什么情况下需要给气液执行机构配置调压阀?

当从管道直接取气压力过高,或采用氮气瓶供气时,都需要配置调压阀。

调压阀作用是调节进入气液联动执行器的动力气压力,保障执行器输出扭矩的安全性和可靠性。

审核编辑(王静)
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