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閥門知識

气液联动球閥

2020-10-27

气液联动球閥概述

远距离大口径高压天然气输送管线在发生管线破裂等紧急情况时,系统需要一种能自动关闭的阀门,如气液联动紧急切断球閥(以下简称气液联动球閥)。气液联动球閥可以针对预设的故障立即起作用,无需任何手动辅助,阀门自动关闭,切断下游管线,阻止天然气大量泄漏,避免对沿途的环境污染并减小资源的损失。

气液联动球閥的性能气液联动球閥图片

气液联动球閥控制系统(图1)主要由气源管、检测管、气液罐、膜片机构、紧急提升阀、控制模块和蓄能罐等组成。该系统采用压降速率作为控制信号,便于实现远程控制和监视。如果管线破裂导致天然气泄漏,当检测到压降速率超过给定值时,气液联动球閥会自动关闭。气液联动球閥以主管线内天然气作为动力源驱动阀门启闭,无需附加的电源、气源或液压源。紧急情况下若无主管线动力源时还可以用手动泵控制其开启。

气液平衡联动球閥的系统控制原理

管道破裂保護的控制原理是基于膜片機構對壓差變化産生響應,通過系統中各機構組合動作,切換主管線中的天然氣作爲動力源驅動閥門關閉。

閥門全開時,由可調節流小孔、膜片機構、開/關氣液罐、緊急提升閥、基准罐和換向閥等控制。特定的壓降速率完全由可調節流小孔來調節設定。通過泄放小孔的調整確保在正常管線壓力波動狀態下膜片機構不受影響。气液联动球閥系统原理图

當主管線上發生的嚴重持續壓降達到設定的壓降速率時,膜片機構的前側腔室(無簧側)內就會響應。受可調節流小孔制約的基准罐內穩定壓力與前者相互作用,在膜片上産生一個壓力差,驅使膜片帶動輸出軸向外移動,觸發兩位三通切換閥關閉,通口P與通口C由連通變爲切斷。緊急提升閥的通口O無壓力源,閥芯向O側移動,其通口P與通口C由切斷變爲連通,動力氣源通過關氣液罐上的梭閥進入關氣液罐,並將高壓液壓油壓入液壓缸,快速關閉閥門。關氣液罐上的梭閥同時也隔離了控制模塊。;留存于液壓缸的液壓油被壓入開氣液罐。當主閥關閉時,就會在閥前後産生壓差,使安裝于主閥上的梭閥換向,自動選擇高壓側的氣源作爲動力源輸入給液壓缸。

当液压缸达到行程的末端时,安装于液压缸上的阀位联动机构相应地触发紧急提升阀,迫使阀瓣关向阀座,其通口P与通口C被切断,保持气液罐和液压缸稳压。液压缸处于紧急关断位置,相应的主阀也保持关位,切断下游管线,这样便可以进行维修工作。液压缸只有在两位三通切换阀经手动复位后才能被打开。阀位联动机构此时不再需要保持紧急提升阀处于关位。气液联动球閥也可用手动操做手柄或手动泵控制其开启。

气液联动球閥适用于温度为-20~+80℃的净化天然气介质管路上作启闭装置,压降速率设定范围为0.07~1.05MPa/min,主管线公称压力PN≤10.0MPa。气液联动球閥是一种自力式驱动阀门,即以安装阀门的管路上的天然气介质压力为驱动能源通过气-液装置驱动主阀,对管线系统运行的安全可靠性起着核心作用,使用时需定期对系统进行动力操作和手动操作检查。整机野外露天安装时,应采取防护措施。

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