浅议电厂天然气调压站气液联动阀的维护

燃气轮机发电技术第14卷　第3/4期2012年10月浅议电厂天然气调压站气液联动阀的维护刘洋一週，胡　诚，陈　进（中海海南发电有限公司，海南　洋浦　５７８２０１）摘要：介绍了ＳＨＡＦＥＲ气液联动阀的基本结构，并对其应用过程中的手动液压方式和手动气压方式以及气液联动阀基本操作原理进行了详细的说明。

叙述了洋浦电厂对气液联动阀的日常检维修，以及对阀门现状作了分析。

关键词：燃气轮机电厂；天然气调压站；气液联动阀；原理；维护0 前言洋浦电厂拥有两套燃气轮机联合循环机组，总装机容量为440 MW ，是海南省第三大发电厂。

该厂于2003年9月实现两台燃机油改气工程，天然气由东方1-1气田和乐东气田管输到洋浦门站，通过管道输送到洋浦电厂。

该厂内有一个配气站接收天然气，配气站主要由气液联动阀﹑过滤分离器、自力式调压阀、先导式安全阀、孔板阀等设备组成，其主要是进行天然气分离除尘、调压、计量等工作。

天然气配气站的进气总阀采用美国SHAFER 气液联动阀，该阀如果关闭就将直接切断燃气轮机的正常供气导致机组停运，而当阀的前后管道发生泄漏起火等异常情况下如果没有及时关闭，则会使事故进一步扩大，因此该阀的正确关闭直接影响到电厂的安全稳定运行。

由于气液联动阀经长期的运行后会发生Lineguard 控制箱失灵、阀门开关不到位，阀门损坏等异常故障，直接影响机组运行的安全性和经济性，因此，加强对气液联动阀的维护是十分必要的。

1 气液联动阀的基本结构SHAFER 气液联动阀执行机构主要由Lineguard 控制箱、气液罐、远传终端装置、旋转旋翼执行器、阀体、储气罐、操作箱、引压管、检测管等部件组成。

基本结构如图1。

图１　气液联动阀的基本结构䯔⇨⎆㔤⊘ 䯔䯔⇨⎆㔤6+$)(5 㸠⋉䯔䇗䗳䯔∵䯔䯔Ѡ㑻䖛Ⓒ㔥䯔 ℶ ⬉⺕ 䯔԰䚼ӊ䖛Ⓒ ➹⇨⑤ 䯔㸼⌏ 䯔⎆ 䯔䖲 Ẕ⌟ㅵ/LQHJXDUG ㆅϔ㑻䖛Ⓒ㔥⇨㔤燃气轮机发电技术· 304 ·第14卷2 气液联动阀的工作原理SHAFER气液联动阀设计功能是：在气液联动阀任意一侧的天然气管道发生突然压降时，该SHAFER气液联动阀的控制器部分Lineguard2100可以感受到相关信号，气液联动阀将会自动关闭。

该阀具有自动控制功能外，同时还具有就地手动操作液压功能、就地气动操作液压功能及气液联动操作功能，多样化的操作功能足以满足用户的不同需求。

（1）自控原理气液联动阀的自控核心部件Lineguard2100型控制箱，是一台由专用微处理器控制的管道检测和管道截断保护系统，主要由电源、中央处理器(CPU,memory,1/O circuits)、压力传感器、电磁阀、端子连接板组成。

该系统由自身内部电池组供电，对管道的压力和压力变化进行自动实时监测。

在阀门控制模式下，每8 s自动采样、检测管道压力一次，并实时将检测到的压力值、压降速率与用户设定值进行对比，如果压力值和压降速率异常，且持续时间超过用户设定值时，保护系统就会通过SCADA系统或其它自检传导系统向值班室发出警告信号，并自动进入关阀状态。

在阀关闭的瞬时，该系统会自动处理30 min内的压力采样、检测记录，20 min后该记录会自动保存在永久存储器中。

当数据采集模式被激活时Lineguard 2100型控制箱会每隔30 min 采集管道压力一次，并以滚动的方式存储30 min内的压力检测记录。

（2）手动操作液压原理推入气液联动阀手动换向阀的左侧手柄压手动泵手柄，将开阀气液罐内的液压油压入执行器内，同时执行器内的液压油被压入关阀液压罐，实现开阀操作。

同理，推入手动换向阀右侧手动手柄，实现关阀操作。

（3）气动操作液压原理天然气经过气源截断阀和过滤干燥器后，进入过滤度为140 μm的一级过滤网。

当向下拉开左手柄时，手柄推动手动操作部件和活塞向前运动，并带动提升阀向前运动，提升阀一旦离开密封座，气体会迅速进入开阀气液罐并压迫罐内的液压油通过调速阀进入执行器，推动执行器内的翼片旋转，将执行器关阀腔内的液压油压入关阀液压罐，实现开阀操作。

关阀操作与开阀操作同理。

（4）气液联动操作原理气液联动阀门远传开关的气动、液压操作是通过电磁阀的动作实现的。

具体操作原理为，当中央控制室给出关阀信号后，截止式电磁换向阀导通，管道内的天然气可经过一级滤网和过滤度为25μm 的二级过滤网进入电磁阀，推动活塞运动，并带动提升阀向前运动。

提升阀一旦离开密封座，气体会经过提升阀进入关阀气液罐，并压迫罐内的液压油通过调速阀进入执行器，推动执行器内的翼片旋转，将执行器开阀腔内的液压油压入开阀液压罐，实现远程关阀操作。

如果Lineguard控制箱检测出管道压力发生异常，超出设定的压力值或压降速率时，Lineguard控制箱的微处理器就会自动控制电磁阀动作，使其导通，带动先导式换向阀动作，气体通过梭阀后推动活塞实现关阀操作。

开阀操作与关阀操作同理。

3 气液联动阀的日常检查和维护（1）定期检查阀体及检测记录定期检查气液联动阀的外表和外置部件，尤其是根部阀及各连接头处，以防止出现阀体泄漏和Lineguard控制箱误检测引起的自动关阀现象。

定期检查时钟和下载检测记录。

在正常的运行中，天然气管道的压力易产生波动.尽管压力值或压降速率波动有时会超出Lineguard控制箱的设定值，但由于持续时间短，未超出设定时间范围，故不会执行关阀动作，但这种异常运行情况会被自动记录在存储器中。

因此，在系统运行一段时间后，应定期下载存储的检测记录，并对其进行分析和存档，以便全面掌握管道的运行状况。

定期将检测值与实际运行压力值进行比较，为避免压力变送器失效引发误关阀，需定期用便携式电脑阅读Lineguard控制箱实时检测的压力值，并将其与现场实际压力值进行比较，如果比值较大，要立即查找原因排除故障。

（2）定期更换过滤网天然气进入管道前虽已经过除尘、脱水等处理，但仍含有少量杂质及维护阀门时带入的密封脂，为第3/4期· 305 ·了不污染液压油，防止旋转翼片磨损，管内天然气在进入液压缸前必须进行过滤干燥。

在过滤干燥天然气时，滤网易被污物堵塞，应进行定期清洗。

（3）定期吹扫引压管和检测管引压管能有效保障气液联动阀实现气动开、关功能和自动截断功能，而天然气中的杂质易堵塞引压管，使得动力源无法进入液压罐，引起气动操作和阀的自动截断功能失效。

而检测管泄漏或堵塞，传输给压力变送器取压点的实时压力检测值会出现较大误差，引起气液联动阀误关断而影响正常的生产运营。

因此，定期对引压管和检测管进行检查和吹扫，以保证畅通。

（4）定期对液压油排污由于受磨损或过滤网失效等影响，液压罐内的液压油长期使用会产生固体颗粒等杂质，导致旋转翼片的密封失效，所以必须对液压油进行定期排污。

但长期排污会引起液压油不足，导致阀门开关不到位。

当经过几次排污后就应检查储油罐的油位。

如果油位低于规定范围，则需加入专用液压油，达到规定油位为止;如果油位过高，则需从储油罐排污丝堵处排出一定量的液压油直到油位达到规定位置。

4 常见故障的原因分析及解决方法（1）Lineguard控制箱通讯失灵程序读写有误或通讯电缆误连接首先应退出程序，重新读操作，如果仍无法读出系统参数，则应检查电缆和通讯接口，更换破损的电缆，然后再进行读操作。

接口故障或电池组电压低，用同一台便携式电脑和通讯电缆与另一台气液联动阀进行通讯，如果通讯正常，表明电脑接口和电缆完好，需检查Lineguard控制箱的电池组电压。

如果电池组电压过低，应及时更换电池组；如果电压正常，则表明接口故障，需对其进行检查和修复。

此外，在检测电池组电压期间，由于拔掉了电源，存储器内部信息会全部丢失，所以测完电压或更换完电池后需对Lineguard控制箱进行重新复位和设定。

如果Lineguard控制箱内部故障应送专业部门或厂家进行检修、更换。

（2）阀门开关不对称或无法正常操作执行器内部存在气相空间，在开关阀门时，执行器动作延迟或不稳定，或操作手泵时有空行程。

排出执行器中的气体、充满液压油是排除该故障的关键。

具体操作步骤为：取下执行器盖上的4个六角螺钉或清洗塞，推入A端手形扭，将其置于开阀状态，将液压油压入执行器内，待到第1个清洗孔流出油时用清洗塞旋紧然后继续打入液压油，直到油从第一孔开始对角地充满扇形体。

将所有泡沫和气体挤出后，拧紧第2个清洗塞，推入B端手形扭，将其置于关阀状态，再重复上述操作，直到执行器内部的气体排净为止。

（3）气液联动阀异常关断Lineguard控制箱内部的一些芯片受损时，易引起内部运算偏差，发出错误信号，导致阀异常关断，出现这种情况时应更换Lineguard控制箱。

压力传感器故障，压力传感器传输的信号有误差会造成阀误关，因此，必须加大日常校验和比对工作力度，及时更换已失灵的压力传感器。

（4）关阀操作不正常，关不到位关阀时间里挡板设置的关阀时间小于正常关阀时间时，从阀正常关闭至设定时间止，Lineguard控制箱内的电磁阀会动作，使正常关阀操作停止，导致阀关不到位。

此时，只需修改关阀时间即可，通常关阀时间设定为60 s。

阀门因管道内杂物梗阻或其它机械故障，会导致阀门开关操作不正常或不到位。

在这种情况下，不可强制开关阀门，可向阀门内注入一定量的清洗液进行清洗，然后缓慢反复操作开关，直到阀门能全开、全关为止。

如果气动操作阀门开关失效，则可以采用手动操作，如果手动操作阀门仍无法正常开关，就要对阀门进行检修。

若动力源压力低或阀门扭矩超标，开大动力气源，用手动泵增压，至执行器扭矩达到要求为止。

执行器密封性差的处理：关闭动力源,放空，检查执行器系统的密封性，更换已老化、破损的密封件。

限位间调节不当，当阀关到位时，执行器轴上的凸轮会压迫限位阀，控制管道通断，使系统放空，完成关阀操作。

如果限位调节过于向前或向后还未关到位时，凸轮已经压迫限位器使系统提前或延迟放空，导致关阀操作超前或延迟，阀关不到位，在刘洋一週等：浅议电厂天然气调压站气液联动阀的维护燃气轮机发电技术· 306 ·第14卷这种情况下，可以采用适当调节限位器上螺栓的前后行程来排除关阀故障。

（5）实际开关位置与其远传信号状态不一致由于远传终端装置中的转轴和执行器中的旋翼是同轴的，所以当阀动作时，远传终端装置转轴会随着执行器中的旋翼同步转动。

在正常情况下，气液联动阀全开或全关到位后，转轴上面或下面的凸轮会压迫相应的弹簧片动作，使开或关到位信号触电接通，即产生一个开到位或关到位的信号，并远传到中央控制室，再从自控记录上可以查看到该阀的全开或全关闭运行状态。

但在实际生产中，有时由于种种原因，现场状态与中央控制室的远传信号状态不一致。

为了保证正常生产，可以采用调节远传终端装置中凸轮位置的方法解决。