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DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.048
摘 要：气液联动球阀在我国境内的天然气长输管道中被广泛使用，作为一种天然气长输管道线路的紧急切断装置。气液联动阀设置的操作方式包括电动、气动、电液联动和气液联动等类型，也可以通过手动对执行机构进行控制。一般的气液联动球阀通常以高压天然气作为动力气，投入使用时常被当做输气管道线路的截断阀。该文主要针对迈可森气液联动球阀的结构组成、工作原理、操作方式及优缺点等进行了研究分析，并结合生产实际中对于气液联动阀的应用，对其进行了详细的研究、分析与讨论。
关键词：天然气长输管道 气液联动 工作原理
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0048-02
某输气场站的供气支路中，在天然气管道出站处安装了一台成都迈可森公司制造的气液联动阀。由于下游用户的用气压力较低，当天然气主管道供气压力超过下游用户承受能力时，迈可森气液联动阀可以进行紧急关断操作，从而避免下游天然气管道与输气设备受到高压天然气冲击，导致仪器损坏甚至发生事故，保证下游用户安全用气。
1 气液联动球阀的基本解释
1.1 气液联动球阀的组成
某输气场站的供气支路中安装的迈可森公司制造的气液联动阀的型号为DGOA0.6-70，将不同型号分别表示的含义列举如下：
DGOA-气液联动；
0.6-拨叉箱型号；
S（对称型）或C（非对称型）-拨叉类型；
70-气缸直径（mm）；
PLPG-管线压力电子监控系统；
2010-监控系统型号；
P（普通型）/D（低温型）-产品类型。
迈可森气液联动球阀主要由气动控制箱、气液罐、储气罐、远传终端装置、远程就地切换阀、万向手动泵、阀位指示器、阀体、方向控制阀、引压管等部件组成。
1.2 气液联动球阀的工作原理
气液联动球阀的气源引压管直接从天然气管线上取压，作为球阀的动力源。正常工况下，气液罐装有半罐液压油，其余部分充装天然气，当气液联动球阀动作时，天然气推动液压油，再由液压油推动执行机构来实现气液联动球阀的开关操作。气液联动球阀的执行机构分为旋转叶片式气液联动执行机构和拨叉式气液联动执行机构。其中DGOA系列是采用平行、双导向拨叉型执行器，其工作原理是利用管道内的高压天然气，使液压油推动活塞进行往复运动，再通过拨叉转化成阀门的旋转运动，带动与其相联的球阀转动，实现球阀的开关操作。
检测管可以将干线压力值与压力变化参数傳递至气动控制箱内的压力传感器，作为自动控制的依据，控制系统将采集到的干线瞬时压力与对比罐内压力进行比较，确定阀门的开关，实现自动控制。当干线压力大于对比罐内气体压力时，干线气体通过单向阀向罐内注气，当罐内气体压力大于气液联动阀的设定值时，通过罐上的安全阀泄压。气动控制箱内设有气动开关手柄，可以实现就地气动开关阀门操作，远传终端装置可实现站控室对气液联动球阀状态的监测与远程开关操作。
1.3 操作方式
迈可森气液联动球阀有三种操作方式。
（1）就地手动。
首先将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“就地液压手动”位置，把开关方向控制阀置于“开”位置时，操作液压手动泵反复下压，可以驱动阀门直到全开状态；把开关方向控制阀置于“关”位置时，操作液压手动泵反复下压，可以驱动阀门直到全关状态。
（2）就地气动。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，就地控制时属于气液联动操作。开阀时，在气动控制箱内转动气控阀模块的PO手柄并保持，阀门向全开状态动作；若松开手柄，则开阀动作立即结束。关阀时，在气动控制箱内转动气控阀模块的PC手柄并保持，阀门向全关状态动作；若松开手柄，则关阀动作立即结束。
（3）远程气动。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，可以实现远程控制开关功能。通过站控室上位机给气液联动阀的电子控制单元发送控制指令，使电磁阀PO通电时，阀门进行全开动作；使电磁阀PC通电时，阀门进行全关动作；从而实现远程开关操作。
（4）破管紧急关断。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，当检测到天然气管线的压降速率或者管线高、低压超出电子控制单元预先设定的参数值时，上位机控制系统发出信号给电磁阀3.5A，电磁阀3.5A驱动DC模块动作，控制系统使执行机构采取关闭阀门操作。与此同时，系统安全锁3.4锁定控制系统的操作。只有在破管控制信号消失，且必须现场人工手动复位安全锁3.4后，执行机构才能恢复其正常操作。（如图1）
2 优缺点的研究
2.1 迈可森气液联动阀的优点
（1）非正常工况的自动切断功能。
在气动控制箱左侧设有Bypass ELB按钮，可以选择开启或关闭ESD紧急关断功能。气液联动球阀的电子控制单元中的电气触点设置为常闭触点，在出现突然断电的情况时，可以实现阀门的ESD紧急关断功能，以保证设备安全平稳运行。
（2）多种操作模式。
气液联动球阀具有就地手动、就地气动和远程气动三种操作模式，在气动控制箱右侧设有Exhaust按钮，可以实现放空功能，随时与大气相连接。
（3）安全性高。
气液联动球阀以高压天然气或液压手动泵作为阀门的动力源，气动操作时所需压力低，同时不需要外加任何其他设备就可以进行开关操作。在气动控制箱右侧上方部位设有复位按钮，在出现气液联动阀ESD紧急关断情况时，需要在排除事故后手动进行ESD复位操作，具有传动稳定、安全可靠、便于控制、操作简单等优势。
2.2 迈可森气液联动阀的缺点
（1）无泄压装置。
迈可森气液联动球阀采用液压手动泵实现就地手动开关操作，其手柄可拆卸，并可以从三个位置安装，但是没有设置泄压装置。
（2）只有一个取压口。
迈可森气液联动球阀只在阀门上游设置了一个引压管，采集上游的压力数据，无法采集到阀门下游的压力数据进行对比。
（3）密封性较差。
迈可森气液联动球阀的气动控制箱内设有可以实现远程控制的电磁阀，在其内部的连接部位易出现漏气情况，装置的密封性较差。
3 结语
通过以上分析可以得出，迈可森气液联动阀作为输气场站供气支路的紧急切断装置，具有气动压力低、开启扭矩高、运行安全可靠性高、经济性好、便于控制、操作简单等优势，也存在密封性较差、无法采集下游压力等缺点。同时天然气的气质情况、压力范围和不同的操作方式都会影响气液联动阀的运行稳定性，还需要进一步采集数据进行研究分析。
参考文献
[1] 唐恂，陈敬东，苏欣，等.气液联动球阀实用中的设计改进[J].油气储运，2006（12）：30.
[2] 汪世军.Shafer气液联动阀执行机构功能与维护[J].油气储运，2010，29（4）：296-298.
摘 要：气液联动球阀在我国境内的天然气长输管道中被广泛使用，作为一种天然气长输管道线路的紧急切断装置。气液联动阀设置的操作方式包括电动、气动、电液联动和气液联动等类型，也可以通过手动对执行机构进行控制。一般的气液联动球阀通常以高压天然气作为动力气，投入使用时常被当做输气管道线路的截断阀。该文主要针对迈可森气液联动球阀的结构组成、工作原理、操作方式及优缺点等进行了研究分析，并结合生产实际中对于气液联动阀的应用，对其进行了详细的研究、分析与讨论。
关键词：天然气长输管道 气液联动 工作原理
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0048-02
某输气场站的供气支路中，在天然气管道出站处安装了一台成都迈可森公司制造的气液联动阀。由于下游用户的用气压力较低，当天然气主管道供气压力超过下游用户承受能力时，迈可森气液联动阀可以进行紧急关断操作，从而避免下游天然气管道与输气设备受到高压天然气冲击，导致仪器损坏甚至发生事故，保证下游用户安全用气。
1 气液联动球阀的基本解释
1.1 气液联动球阀的组成
某输气场站的供气支路中安装的迈可森公司制造的气液联动阀的型号为DGOA0.6-70，将不同型号分别表示的含义列举如下：
DGOA-气液联动；
0.6-拨叉箱型号；
S（对称型）或C（非对称型）-拨叉类型；
70-气缸直径（mm）；
PLPG-管线压力电子监控系统；
2010-监控系统型号；
P（普通型）/D（低温型）-产品类型。
迈可森气液联动球阀主要由气动控制箱、气液罐、储气罐、远传终端装置、远程就地切换阀、万向手动泵、阀位指示器、阀体、方向控制阀、引压管等部件组成。
1.2 气液联动球阀的工作原理
气液联动球阀的气源引压管直接从天然气管线上取压，作为球阀的动力源。正常工况下，气液罐装有半罐液压油，其余部分充装天然气，当气液联动球阀动作时，天然气推动液压油，再由液压油推动执行机构来实现气液联动球阀的开关操作。气液联动球阀的执行机构分为旋转叶片式气液联动执行机构和拨叉式气液联动执行机构。其中DGOA系列是采用平行、双导向拨叉型执行器，其工作原理是利用管道内的高压天然气，使液压油推动活塞进行往复运动，再通过拨叉转化成阀门的旋转运动，带动与其相联的球阀转动，实现球阀的开关操作。
检测管可以将干线压力值与压力变化参数傳递至气动控制箱内的压力传感器，作为自动控制的依据，控制系统将采集到的干线瞬时压力与对比罐内压力进行比较，确定阀门的开关，实现自动控制。当干线压力大于对比罐内气体压力时，干线气体通过单向阀向罐内注气，当罐内气体压力大于气液联动阀的设定值时，通过罐上的安全阀泄压。气动控制箱内设有气动开关手柄，可以实现就地气动开关阀门操作，远传终端装置可实现站控室对气液联动球阀状态的监测与远程开关操作。
1.3 操作方式
迈可森气液联动球阀有三种操作方式。
（1）就地手动。
首先将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“就地液压手动”位置，把开关方向控制阀置于“开”位置时，操作液压手动泵反复下压，可以驱动阀门直到全开状态；把开关方向控制阀置于“关”位置时，操作液压手动泵反复下压，可以驱动阀门直到全关状态。
（2）就地气动。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，就地控制时属于气液联动操作。开阀时，在气动控制箱内转动气控阀模块的PO手柄并保持，阀门向全开状态动作；若松开手柄，则开阀动作立即结束。关阀时，在气动控制箱内转动气控阀模块的PC手柄并保持，阀门向全关状态动作；若松开手柄，则关阀动作立即结束。
（3）远程气动。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，可以实现远程控制开关功能。通过站控室上位机给气液联动阀的电子控制单元发送控制指令，使电磁阀PO通电时，阀门进行全开动作；使电磁阀PC通电时，阀门进行全关动作；从而实现远程开关操作。
（4）破管紧急关断。
首先必须接通气源，将“就地手动/远程”液压手动选择阀置于“AUTO/自动”位置，当检测到天然气管线的压降速率或者管线高、低压超出电子控制单元预先设定的参数值时，上位机控制系统发出信号给电磁阀3.5A，电磁阀3.5A驱动DC模块动作，控制系统使执行机构采取关闭阀门操作。与此同时，系统安全锁3.4锁定控制系统的操作。只有在破管控制信号消失，且必须现场人工手动复位安全锁3.4后，执行机构才能恢复其正常操作。（如图1）
2 优缺点的研究
2.1 迈可森气液联动阀的优点
（1）非正常工况的自动切断功能。
在气动控制箱左侧设有Bypass ELB按钮，可以选择开启或关闭ESD紧急关断功能。气液联动球阀的电子控制单元中的电气触点设置为常闭触点，在出现突然断电的情况时，可以实现阀门的ESD紧急关断功能，以保证设备安全平稳运行。
（2）多种操作模式。
气液联动球阀具有就地手动、就地气动和远程气动三种操作模式，在气动控制箱右侧设有Exhaust按钮，可以实现放空功能，随时与大气相连接。
（3）安全性高。
气液联动球阀以高压天然气或液压手动泵作为阀门的动力源，气动操作时所需压力低，同时不需要外加任何其他设备就可以进行开关操作。在气动控制箱右侧上方部位设有复位按钮，在出现气液联动阀ESD紧急关断情况时，需要在排除事故后手动进行ESD复位操作，具有传动稳定、安全可靠、便于控制、操作简单等优势。
2.2 迈可森气液联动阀的缺点
（1）无泄压装置。
迈可森气液联动球阀采用液压手动泵实现就地手动开关操作，其手柄可拆卸，并可以从三个位置安装，但是没有设置泄压装置。
（2）只有一个取压口。
迈可森气液联动球阀只在阀门上游设置了一个引压管，采集上游的压力数据，无法采集到阀门下游的压力数据进行对比。
（3）密封性较差。
迈可森气液联动球阀的气动控制箱内设有可以实现远程控制的电磁阀，在其内部的连接部位易出现漏气情况，装置的密封性较差。
3 结语
通过以上分析可以得出，迈可森气液联动阀作为输气场站供气支路的紧急切断装置，具有气动压力低、开启扭矩高、运行安全可靠性高、经济性好、便于控制、操作简单等优势，也存在密封性较差、无法采集下游压力等缺点。同时天然气的气质情况、压力范围和不同的操作方式都会影响气液联动阀的运行稳定性，还需要进一步采集数据进行研究分析。
参考文献
[1] 唐恂，陈敬东，苏欣，等.气液联动球阀实用中的设计改进[J].油气储运，2006（12）：30.
[2] 汪世军.Shafer气液联动阀执行机构功能与维护[J].油气储运，2010，29（4）：296-298.