上海滬工閥門廠（集團）有限公司

庫(ku)鄯(shan)（庫(ku)爾(er)勒至鄯(shan)善）輸油(you)管(guan)道全長(chang) 475km，總投資(zi) 20 多億元，主(zhu)要設備(bei)引(yin)自國外(wai)，全線采用 SCADA 系統(tong)，是具(ju)備(bei) 90 年(nian)代水平的(de)管(guan)道。

大落差是庫鄯輸油管道的一大特點，沿線最高點海拔為 1560.2m，最低點為 -99.3m，高低點間設置一座減壓站，裝有兩只軸流式氣動減壓閥，通過減壓閥節流，消耗(hao)了(le)(le)(le)管道最高點至末站(zhan)進(jin)站(zhan)間的(de)(de)(de)多余位能，在保證翻越點正壓運行不出現“不滿流”的(de)(de)(de)情況下，防止(zhi)了(le)(le)(le)下游最低點的(de)(de)(de)超壓，減少(shao)了(le)(le)(le)下游輸油管道的(de)(de)(de)壁厚，合理(li)地(di)降低了(le)(le)(le)工程(cheng)成本(ben)，達到了(le)(le)(le)預(yu)期的(de)(de)(de)設計(ji)目標(biao)。庫鄯輸油管道引進(jin)的(de)(de)(de)荷蘭莫克維(wei)迪(di)公司生產的(de)(de)(de)減壓閥自投(tou)產以(yi)來，運行平穩可靠。

一、結構和原理

1、結構

減壓(ya)(ya)站使用的軸流式氣動減壓(ya)(ya)閥，壓(ya)(ya)力(li)等(deng)級 ANSI600，主(zhu)要由閥外(wai)體、閥內體、活塞、活塞桿、閥桿和籠筒(tong)組成。

2、工作原理

減壓閥閥體為一完整的鑄造體，活塞在帶孔眼的籠筒內沿閥門的(de)中心線軸向推移，有全沖程的(de)導向裝置。流(liu)(liu)(liu)體流(liu)(liu)(liu)道軸向對稱，當(dang)流(liu)(liu)(liu)體流(liu)(liu)(liu)經籠筒上的(de)小孔時(shi)，相當(dang)一部分位能由于(yu)陡增的(de)摩阻轉化為熱能，并由油流(liu)(liu)(liu)帶(dai)走，位能大大降低，于(yu)是(shi)前后產(chan)生壓差(cha)。當(dang)活(huo)塞(sai)右(you)移時(shi)，活(huo)塞(sai)將遮住籠筒的(de)更多(duo)孔眼，流(liu)(liu)(liu)通面積將進一步減(jian)小，前后壓差(cha)將增大。

減(jian)壓(ya)(ya)閥能(neng)承受(shou)較(jiao)大的壓(ya)(ya)力并(bing)能(neng)產生較(jiao)大的壓(ya)(ya)差，能(neng)承受(shou)大落差的壓(ya)(ya)力要求(qiu)，又可防止低點超壓(ya)(ya)。

3、控制原理

減壓(ya)(ya)閥(fa)的(de)運行程序(xu)為一(yi)個(ge)運行（主(zhu)閥(fa) PV-1001），另一(yi)個(ge)熱(re)備(bei)用（副閥(fa) PV-1002），被控(kong)工(gong)藝參數是減壓(ya)(ya)閥(fa)上游(you)壓(ya)(ya)力(li)，該壓(ya)(ya)力(li)由減壓(ya)(ya)閥(fa)根據減壓(ya)(ya)閥(fa)上游(you)壓(ya)(ya)力(li)設定(ding)值(zhi)來(lai)控(kong)制(zhi)。

根(gen)據(ju)實(shi)時測量(liang)(liang)的(de)首站外輸流量(liang)(liang)，由(you) SCADA 主機軟(ruan)件(jian)計算出使最高點為(wei)最佳運行值（0.1~0.2MPa）時減壓閥(fa)上(shang)游必須達到的(de)壓力(li)值，該計算值由(you)主機實(shi)時傳給(gei)減壓站的(de) PLC，作為(wei)減壓站控(kong)制回(hui)路(lu)(lu)的(de)設定值。控(kong)制回(hui)路(lu)(lu)將其與上(shang)游壓力(li)實(shi)測值比較(jiao)，根(gen)據(ju)其偏差確定模擬(ni)信(xin)號(hao)（4~20mA）輸出量(liang)(liang)，減壓閥(fa)自身(shen)配(pei)備的(de)單回(hui)路(lu)(lu)控(kong)制器根(gen)據(ju)接收到的(de) 4~20mA 信(xin)號(hao)的(de)大小決定減壓閥(fa)的(de)開度，調(diao)節(jie)上(shang)游壓力(li)，直至(zhi)與設定值一致為(wei)止。

如果(guo)主閥發(fa)生(sheng)故(gu)障關閉，或因流(liu)通能力(li)不夠，使上游(you)壓(ya)力(li)超過副閥的設(she)定(ding)值（6.7MPa），那(nei)么副閥將自動啟(qi)用，使上游(you)壓(ya)力(li)維持(chi)為 6.7MPa。

 如果因故障使減壓(ya)閥上游(you)壓(ya)力(li)超過 7.0MPa，那么通過水擊泄放線(xian)泄壓(ya)。

4、控制回路

主閥(fa)與副閥(fa)的(de)控(kong)制回(hui)路見圖 1。

圖 1 主閥 PV-1001 的控制回路（1-控制閥；2-液(ye)壓缸；3-活塞式(shi)氣動(dong)執行器(qi)；4-手(shou)動(dong)泵；5-過濾調(diao)節器(qi)；6-I/P轉換器(qi)；7-閥(fa)位(wei)控制器(qi)；8-限(xian)位(wei)開關(guan)；9-電位(wei)計；10-連接(jie)箱；11-閥(fa)位(wei)變送器(qi)；12-氣動(dong)控制箱）

控(kong)制回(hui)路的特點如下(xia)：

（1）I/P 轉(zhuan)換(huan)器根據輸(shu)入的 4~20mA 電流(liu)，控制輸(shu)出小(xiao)氣壓的小(xiao)氣流(liu)。

（2）通過閥位控制器(qi)實現小氣(qi)流帶(dai)動大氣(qi)流的效果，類似晶體三極管放大原理(li)。

（3）活塞式氣動(dong)執(zhi)行器(qi)，由彈(dan)簧組(zu)與(yu)活塞組(zu)成，其中彈(dan)簧 12 根，6 根左旋，6 根右旋，活塞前后(hou)移(yi)動(dong)時產生的(de)扭力(li)相(xiang)互抵消，減少了活塞與(yu)定位(wei)滑(hua)道(dao)的(de)摩擦力(li)，活塞前行依靠彈(dan)簧彈(dan)力(li)，后(hou)行依靠控制(zhi)氣流。

（4）執行器(qi)下部為(wei)液壓缸，其作用有兩點：一是(shi)起阻(zu)尼器(qi)的作用；二(er)是(shi)如果失去氣源，還可通(tong)過手動(dong)泵(beng)開關閥(fa)。

（5）液壓(ya)管路旁接直徑為(wei) 50mm 的帶鋼鎧的高壓(ya)橡膠(jiao)氣囊，可有效地減少自動行程，消除時間滯后現象。

二、減壓閥的優點

1、降壓效果好

庫鄯輸油管道的減壓(ya)閥(fa)為三層籠筒(tong)(tong)，為多(duo)級(ji)導向迷宮式(shi)籠筒(tong)(tong)，每層籠筒(tong)(tong)止有 960 個孔，孔的直(zhi)徑(jing)為 5mm，籠簡間(jian)距為 7mm，流(liu)體三次經(jing)過收縮(suo)斷面，因而降(jiang)壓(ya)效果明顯，此種類(lei)型的減壓(ya)閥(fa)減壓(ya)范(fan)圍可由 40MPa 降(jiang)為 0.1MPa，庫鄯輸油管道由 7MPa 降(jiang)壓(ya)為 1MPa 即滿足要求。

2、消聲效果好(hao)

 當(dang)減壓閥滿負(fu)荷(he)運(yun)行時，噪音非常(chang)小，為(wei) 60~70dB。

3、流通量大

老管道節流時(shi)常采(cai)用孔板(ban)法(fa)蘭，需經(jing)過 4D~6D（D 為(wei)管徑(jing)）的行程后，方(fang)由紊流恢復為(wei)層流。

庫鄯(shan)輸(shu)油管(guan)道(dao)所采用的減壓(ya)閥，當流(liu)體經過籠筒(tong)孔眼(yan)時，僅在(zai)籠筒(tong)處形成(cheng)紊流(liu)（Re＞4000），經 2D 行程后，恢復為層流(liu)（Re≤2100），故流(liu)通值大。

4、壓力平衡

減壓閥(fa)上(shang)游的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)經過閥(fa)內(nei)體與閥(fa)外體間(jian)的(de)(de)(de)流道，通(tong)過籠(long)筒孔眼(yan)進入下游，活塞(sai)(sai)(sai)橫(heng)面(mian)上(shang)有孔，下游的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)由此進入活塞(sai)(sai)(sai)和閥(fa)內(nei)體，在所有活動部件上(shang)承受大小相等、方向(xiang)(xiang)相反的(de)(de)(de)作(zuo)用力(li)，原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)沿籠(long)筒孔眼(yan)進入時(shi)所產(chan)生的(de)(de)(de)壓力(li)方向(xiang)(xiang)與活塞(sai)(sai)(sai)沿籠(long)筒軸向(xiang)(xiang)移動的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)垂直，因此執(zhi)行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)推動活塞(sai)(sai)(sai)來回移動以調節(jie)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)流通(tong)量時(shi)，不(bu)需克(ke)服(fu)軸向(xiang)(xiang)力(li)，僅需克(ke)服(fu)密封(feng)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)彈性摩擦力(li)。減壓閥(fa)執(zhi)行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)小巧，結構(gou)(gou)緊湊(cou)。

5、傳動機(ji)構操作準(zhun)確(que)

活塞(sai)是(shi)由(you)成 90° 的(de)角式傳(chuan)動機(ji)構(gou)操(cao)作(zuo)的(de)，由(you)于活塞(sai)桿(gan)(gan)與閥桿(gan)(gan)的(de)齒間(jian)隙為 0.1mm，從而保(bao)證齒條傳(chuan)動機(ji)構(gou)的(de)操(cao)作(zuo)無“滯后”現(xian)象(xiang)。

6、氣源系統

氣源系統有兩個壓力為 1.0MPa、體積為 10m³ 的(de)儲(chu)氣(qi)鋼罐，并(bing)聯工(gong)作(zuo)，可保證在停電情況下(xia)減壓閥繼續(xu)工(gong)作(zuo) 20min。

三、注意事項

（1）氣源系統中有兩臺壓縮機、兩個空氣干燥器，由于壓縮機工作壓力為 1.0MPa，排風量為 30m³/h，壓縮過程中氣體中的(de)水(shui)(shui)(shui)分易凝結沉積(ji)，因此每天需定時(shi)放(fang)兩(liang)次水(shui)(shui)(shui)，以減少(shao)干(gan)燥器的(de)負荷，若(ruo)排水(shui)(shui)(shui)系統安裝電磁(ci)閥，則可實(shi)現遙控(kong)排水(shui)(shui)(shui)。

（2）由于籠筒上的(de)孔眼為(wei) 5mm，為(wei)防止減壓閥被堵，閥前必須加裝過濾器(qi)，為(wei)保證流通(tong)量并考慮過濾網(wang)的(de)強度，庫鄯輸油管(guan)道(dao)安裝的(de)過濾器(qi)網(wang)眼對角線不大于 3mm（濾網(wang)鋼絲直徑(jing)為(wei) 1.2mm）。

投(tou)產初期，未裝過濾器(qi)，致使雜(za)物在減壓閥(fa)內阻塞，流通(tong)能力(li)降低。加裝過濾器(qi)后，隨著油流對籠(long)筒孔眼的沖刷，其流通(tong)能力(li)逐漸恢復，見圖 2。

圖 2 主(zhu)(zhu)減壓閥(fa)的特性(xing)曲線(xian)（1-主(zhu)(zhu)減壓閥(fa)嚴重(zhong)被堵時的特性(xing)曲線(xian)；2-加裝過濾器運行一段時間后，主(zhu)(zhu)減壓閥(fa)流通能力恢復過程中的曲線(xian)；3-主(zhu)(zhu)減壓閥(fa)在正常情況(kuang)下(xia)的特性(xing)曲線(xian)）

根據(ju)近期采集的數據(ju)看，庫鄯輸油管道采用(yong)的減壓(ya)閥已恢復(fu)正常(chang)，運行良好。