调节阀气源品质改善及检测系统的开发

    0 引言

    在密闭的原油长输管道方面，自动化水平较高，气动调节阀是控制系统中一个重要设备，主要用于进出站压力、流量自动控制和给油泵配输等，它的好坏直接影响到控制系统的品质。同时，对于设备的维护费用也是我们在输油生产中考虑的一项重要内容，而气动调节阀部件，确受到了压缩空气一调节阀动力源的影响，造成调节阀部件损坏，增大了运维成本。

    目前对压缩空气的“质量”，其中”量”的测量技术成熟，如气源压力测量，而对”质”如水量、固体颗粒等，没有引起足够的重视，尤其是本单位地处沿海地区，地下水位低，水质偏酸，对调节阀气源有些不利影响。因此，保障压缩空气的品质，开发气动调节阀气源湿度检测系统，对密闭输油管道安全至关重要。

    1 调节阀用压缩空气工艺流程

    调节阀用压缩空气，经过空压机，然后到储气罐，再经过干燥器，通过气源管线将压缩空气供给调节阀。

    2 调节阀用压缩空气在使用中存在的问题

    多年来，作为气动调节阀的使用和维护单位，我们处理了很多气动调节阀的问题，总结起来，有以下原因引起气动调节阀故障。

    2.1 气动调节阀用气源含水量过大

    在华北地区，地下水位较浅，空气湿度较大，气源中水分一方面是空压机吸入潮湿空气后冷却形成的；另一方面是管线中的气源在输送过程中因地面与地下温差形成的。

    多年来，作为气动调节阀的使用和维护单位，我们处理了很多因为含水引起的调节阀部件损坏，对输油工艺运行造成了一定威胁。

    压缩空气中含水，水珠进入调节阀液压锁，造成液压锁锈蚀，在失电、失气时调节阀的自动保位功能失灵，调节阀全关，容易造成整条管线跳泵；水珠进入执行器内部，造成执行器动作不良；水珠进入气动调节阀部件内部，使其不能顺利运转；水滴冲洗润滑油，使阀门润滑不良，动作失去灵敏性，执行部件运转不稳定；阀内滞留水珠造成流量不足，压力损失增大。

    然而，在我们的空压机控制系统、调节阀控制系统，均未对空压机出口汇管的气源湿度进行检测，对于何时、如何对空压机、干燥器进行维修更是没有一个可以参考的标准，一方面不利于生产运行，另一方面对于空压机系统的维修也无法确定。

    2.2 气动调节阀气源中含有颗粒物

    海边盐雾腐蚀地区，气源含水，因为酸性、腐蚀物质的作用，还容易造成输送气源的管线内部生锈；管线腐蚀，时间过长造成管线破损，气源漏失；管线底部滞留水分造成气源流量不足，压力损失变大。同时，管内锈渣进入调节阀内部，引起动作不良；锈渣使调节阀部件咬合不严，不能平滑运行；直接影响气动元器件的零部件，引起转换不良，空气泄漏和动作不稳定。

    在日常运行中我们发现，因为调节阀气源中含有颗粒，造成调节阀减压过滤器堵塞，气体无法进入调节阀执行机构，造成调节阀气源短缺；同时，颗粒物造成调节阀内部密封圈损坏，造成调节阀漏油，只能通过拆卸调节阀更换密封圈，费时费力。

    3 对调节阀用压缩空气存在问题的解决办法

    密闭长输管道使用SCDAA系统进行整条管线的控制及水击保护，气动调节阀扮演着重要的角色，而作为气动调节阀，气源直接影响到调节阀的性能，针对以上气动调节阀出现的问题，在这里提出解决办法，确保气动调节阀正常运行，保障长输管线稳定。

    3.1 对气源管线进行改造

    针对海边盐雾腐蚀及类似腐蚀地区，对现有的铝制钢管进行改造，从空压机出口的接管至现场气动调节阀的输气管线，我们选用不易生锈的PVC护紫铜管或不锈钢管，解决因含有酸性物质的水分对管线的腐蚀，避免管线产生锈渣，尽量减少进入调节阀部件的颗粒物。

    3.2 对气源管线增加高校前置过滤器

    对于不可避免的颗粒物，在气动调节阀前安装过滤器，以避免在调节阀关闭时，很小的一块锈渣就会破坏阀座密封面，尤其是对调节阀阀芯和阀座造成磨损，影响其正常运行。

    3.3 在气源管线上设置气水分离器

    水分造成的故障可采用的故障处理方法是除水，即空压机出口温度下降到使所含水分析出水滴，并排出。为此，在空压机后设置和安装冷却器和分离器，降低压缩空气的温度，同时能除去部分油、水，从而减少其后的设备（如储气罐等）和管线发生燃烧爆炸的可能性；在空压机入口安装空气过滤器；在改造管线时，将水平管线埋设一定斜度，在低端安装排水阀。

    3.4 在气源管线出口汇管上设置压缩空气露点仪

    露点是用温度来表示在某个环境中的含水量，露点越高含水量越大。

    为了检验干燥设备的效果，采用空压机露点仪进行测量。压缩空气露点仪能够提供在线地测量压缩空气的压力露点和相对湿度，保证压缩空气质量实时监控和反馈。其工作原理：利用先进的陶瓷湿度传感器，如同三明治一样，被夹在位于陶瓷基层上的两个导电层之间是一多孔的非导电层，可吸收水蒸汽。吸湿活性层很薄，仅1μm，允许水分通过并进入传感器的顶部导体的厚度小于0.1μm。这样，被干燥过程中的水分进入时，传感器对被测按气体的湿度变化会做出极快的响应。

    在气源管线的汇管上安装空气露点仪，露点仪数据传至scADA系统，并进行软件组态露点上下位报警，对空压机制造的气体进行露点检测，实时监测气源含水量，当发现气体不合格时，及时维修干燥器，在维修干燥器后，气体仍不合格，可进行空压机维修。

    4 结论

    以上是我们根据气动调节阀故障原因，找出的解决气动调节阀故障的一些处理方法，开发后空压机系统如图1。尽量避免水分、颗粒物进入调节阀，保障调节阀乃至整条管线的平稳运行。