SHAFER气液联动执行机构紧急自动关断功能失效分析与预防措施

宫川宝

（山东省天然气管道有限责任公司，山东济南 250101）

SHAFER气液联动执行机构紧急自动关断功能失效分析与预防措施

宫川宝

（山东省天然气管道有限责任公司，山东济南 250101）

SHAFER气液联动执行机构是国内天然气长输管道干线和输气站场配备的紧急自动关断设备。但在遇到爆管、火灾等紧急情况时，一旦无法自动关断，将会使天然气长输管道和输气站场灾情无法控制。因此SHAFER气液联动执行机构自动关断功能失效形成了安全隐患。从紧急自动关断功能原理入手，分析形成自动关断功能失效的原因，并提出预防措施。

执行机构；自动关断；失效

SHAFER气液联动执行机构一般安装在天然气长输管道阀室和进出站场位置，起到紧急关断输气干线和截断进站气源和出站气源作用。当干线出现爆管、漏泄等紧急情况时，事故点上游或下游气液联动执行机构会自动关断，以保证灾害不会漫延，上游和下游天然气不会损失过大。站场出现爆管、泄漏、火灾时，气液联动执行机构自动关断功能可以保证灾情事故不会漫延出站场。一旦SHAFER气液联动执行机构自动关断功能失效，灾情将漫延，事故损失无法控制。由于日常设备运行过程中，气液联动执行机构长期处于全开状态。长时间不进行紧急自动关断功能测试，因此功能失效不易被发现，形成了长输管道和站场的安全隐患。

1 SHAFER气液联动执行机构紧急关断功能原理

设备运行前，在控制单元设定自动关断触发条件。包括管道的最高压力、最低压力、压降速率和触发时间等。气液联动执行机构处于长开状态。管道中天然气通过进气阀进入控制单元，控制单元检测管道内天然气压力变化。当管道内天然气达到设定自动关断触发条件时，控制单元内电磁阀导通，通过电磁阀，分别进入2个常闭先导阀。其中1个常闭先导阀的导通，使天然气进入常开先导阀，使其关闭，从而切断开阀气路，防止阀门再次打开。如需开阀，需要现场对常闭先导阀手动复位。另1个常闭先导阀导通后，推动梭阀向左运动，从而使动力天然气与关阀油罐导通，完成关阀动作。阀门关闭到位后，拉动限位阀的顶杆，使限位阀关断后，气路控制块的梭阀的右侧动力气通过孔板排出，梭阀复位，关阀内部残余动力气与放空口导通，罐内气体放空，关阀动作完成。

2 自动关断功能失效原因分析

1）出现过大事件记录状态，没有清除。在控制单元接收自动关断触发条件后，包括管道的最高压力、最低压力、压降速率，以及失电等误判信号，执行机构会自动关断阀门。之后，在控制单元内形成了大事件记录。当使用执行机构打开阀门后，必须重新连接笔记本电脑，清除大事件记录，否则执行机构不会关闭。

2）压力变送器失效，导致探测压力不在压力变送器失效设定区间内。压力变送器失效，即使上下游压力在自动关断触发条件内，压力变送器也无法将信号传送到控制单元，从而无法触发执行机构关闭。

3）控制单元内电磁阀故障。电磁阀故障后，无法导通关阀液罐来关闭执行机构。

4）先导阀故障。完成自动关阀动作需要2个常开先导阀导通，1个常闭先导阀关闭。如果其中任何一台先导阀出现故障，则无法完成关断动作。

3 预防措施

1）开启误关断阀门后，及时消除大事件记录。阀门因气液联动执行机构失电、雷击、电压波动等原因会形成误关断，执行机构关闭阀门，在控制单元内形成大事件记录“1”次，在站控系统内形成大事件记录“1”次。当执行机构重新开启阀门后，及时使用电脑在控制单元内消除大事件记录，站控系统记录会随之消失。如果只在站控系统内清除大事件记录，控制单元仍然无法消除记录，气液联动执行机构仍然无法紧急自动关断。

2）按时巡检，压力变送器失效后及时维修与更换。压力变送器失效后，控制单元压力会显示“-999”，站控中压力也会显示“-999”。这时需要及时维修和更换压力变送器。

3）每年春季和秋季检修，预防电磁阀和先导阀失效。每年利用春季检修和秋季检修，至少两次检测电磁阀和先导阀工作是否正常。对于常闭状态电磁阀，检测时打开下游管路，当有气体流过声音时，电磁阀则为失效；其原因主要为杂质卡堵密封面，需要及时清理密封面。当给电磁阀开启命令时，电磁阀无气体流过，电磁阀则为失效；其原因主要为电流过大烧坏线圈。这时需要拆开电磁阀，更换线圈或更换电磁阀。

4）检测电磁阀电路故障，及时清除。当电磁阀供电电池和线路出现问题时，电磁阀也无法打开。这时需要检测电池和线路供应状态是否正常，如无24V直流电供电磁阀，需要进行维修。

4 结束语

通过对SHAFER气液联动执行机构紧急自动关断功能失效分析，找出了形成原因，制定了相应的预防措施，为今后避免发生此类失效问题，提出了参考意见，也对设备定期巡检与检修提出了指导建议。

[1] 李锴，牛树伟.LineGuard电控单元失效故障分析及对策[J].仪器仪表用户，2012，19（6）∶82-83.

[2] 宁双生.Shafer 气液联动执行机构异常关断典型事件分析[J].化学工程与装备，2015，（05）∶131-133.

[3] 汪世军.Shafer 气液联动阀执行机构功能与维护[J].油气储运，2010，9（4）∶296-297.

Fault Analysis and Preventive Measures of Emergency Automatic Shutdown Function of SHAFER Pneumatic-Hydraulic Driven Actuator

Gong Chuan-bao

SHAFER gas-liquid linkage actuator is the domestic natural gas long-distance pipeline and gas transmission station equipped with emergency automatic shutdown equipment.But in the event of explosion，fire and other emergencies，once can not automatically shut down，will make long-term natural gas pipeline and gas station disaster can not control.So SHAFER gas-liquid linkage actuator automatic shutdown function failure to form a security risk.From the principle of emergency automatic shutdown function，analysis of the reasons for the formation of automatic shutdown function failure，and put forward preventive measures.

executive body；automatic shutdown；failure

TE973

B

1003-6490（2017）02-0065-02

2017-02-05

宫川宝（1975—），男，吉林公主岭人，高级工程师，主要从事天然气输送设备管理工作。