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庫鄯（庫爾勒至鄯善）輸油管道全長(cháng) 475km，總投資 20 多億元，主要設備引自國外，全線(xiàn)采用 SCADA 系統，是具備 90 年代水平的管道。

大落差是庫鄯輸油管道的一大特點(diǎn)，沿線(xiàn)最高點(diǎn)海拔為 1560.2m，最低點(diǎn)為 -99.3m，高低點(diǎn)間設置一座減壓站，裝有兩只軸流式氣動(dòng)減壓閥，通過(guò)減壓閥節流，消耗了管道最高點(diǎn)至末站進(jìn)站間的多余位能，在保證翻越點(diǎn)正壓運行不出現“不滿(mǎn)流”的情況下，防止了下游最低點(diǎn)的超壓，減少了下游輸油管道的壁厚，合理地降低了工程成本，達到了預期的設計目標。庫鄯輸油管道引進(jìn)的荷蘭莫克維迪公司生產(chǎn)的減壓閥自投產(chǎn)以來(lái)，運行平穩可靠。

一、結構和原理

1、結構

減壓站使用的軸流式氣動(dòng)減壓閥，壓力等級 ANSI600，主要由閥外體、閥內體、活塞、活塞桿、閥桿和籠筒組成。

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(mén)的中心線(xiàn)軸向推移，有全沖程的導向裝置。流體流道軸向對稱(chēng)，當流體流經(jīng)籠筒上的小孔時(shí)，相當一部分位能由于陡增的摩阻轉化為熱能，并由油流帶走，位能大大降低，于是前后產(chǎn)生壓差。當活塞右移時(shí)，活塞將遮住籠筒的更多孔眼，流通面積將進(jìn)一步減小，前后壓差將增大。

減壓閥能承受較大的壓力并能產(chǎn)生較大的壓差，能承受大落差的壓力要求，又可防止低點(diǎn)超壓。

3、控制原理

減壓閥的運行程序為一個(gè)運行（主閥 PV-1001），另一個(gè)熱備用（副閥 PV-1002），被控工藝參數是減壓閥上游壓力，該壓力由減壓閥根據減壓閥上游壓力設定值來(lái)控制。

根據實(shí)時(shí)測量的首站外輸流量，由 SCADA 主機軟件計算出使最高點(diǎn)為最佳運行值（0.1~0.2MPa）時(shí)減壓閥上游必須達到的壓力值，該計算值由主機實(shí)時(shí)傳給減壓站的 PLC，作為減壓站控制回路的設定值?？刂苹芈穼⑵渑c上游壓力實(shí)測值比較，根據其偏差確定模擬信號（4~20mA）輸出量，減壓閥自身配備的單回路控制器根據接收到的 4~20mA 信號的大小決定減壓閥的開(kāi)度，調節上游壓力，直至與設定值一致為止。

如果主閥發(fā)生故障關(guān)閉，或因流通能力不夠，使上游壓力超過(guò)副閥的設定值（6.7MPa），那么副閥將自動(dòng)啟用，使上游壓力維持為 6.7MPa。

如果因故障使減壓閥上游壓力超過(guò) 7.0MPa，那么通過(guò)水擊泄放線(xiàn)泄壓。

4、控制回路

主閥與副閥的控制回路見(jiàn)圖 1。

圖 1 主閥 PV-1001 的控制回路（1-控制閥；2-液壓缸；3-活塞式氣動(dòng)執行器；4-手動(dòng)泵；5-過(guò)濾調節器；6-I/P轉換器；7-閥位控制器；8-限位開(kāi)關(guān)；9-電位計；10-連接箱；11-閥位變送器；12-氣動(dòng)控制箱）

控制回路的特點(diǎn)如下：

（1）I/P 轉換器根據輸入的 4~20mA 電流，控制輸出小氣壓的小氣流。

（2）通過(guò)閥位控制器實(shí)現小氣流帶動(dòng)大氣流的效果，類(lèi)似晶體三極管放大原理。

（3）活塞式氣動(dòng)執行器，由彈簧組與活塞組成，其中彈簧 12 根，6 根左旋，6 根右旋，活塞前后移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭力相互抵消，減少了活塞與定位滑道的摩擦力，活塞前行依靠彈簧彈力，后行依靠控制氣流。

（4）執行器下部為液壓缸，其作用有兩點(diǎn)：一是起阻尼器的作用；二是如果失去氣源，還可通過(guò)手動(dòng)泵開(kāi)關(guān)閥。

（5）液壓管路旁接直徑為 50mm 的帶鋼鎧的高壓橡膠氣囊，可有效地減少自動(dòng)行程，消除時(shí)間滯后現象。

二、減壓閥的優(yōu)點(diǎn)

1、降壓效果好

庫鄯輸油管道的減壓閥為三層籠筒，為多級導向迷宮式籠筒，每層籠筒止有 960 個(gè)孔，孔的直徑為 5mm，籠簡(jiǎn)間距為 7mm，流體三次經(jīng)過(guò)收縮斷面，因而降壓效果明顯，此種類(lèi)型的減壓閥減壓范圍可由 40MPa 降為 0.1MPa，庫鄯輸油管道由 7MPa 降壓為 1MPa 即滿(mǎn)足要求。

2、消聲效果好

當減壓閥滿(mǎn)負荷運行時(shí)，噪音非常小，為 60~70dB。

3、流通量大

老管道節流時(shí)常采用孔板法蘭，需經(jīng)過(guò) 4D~6D（D 為管徑）的行程后，方由紊流恢復為層流。

庫鄯輸油管道所采用的減壓閥，當流體經(jīng)過(guò)籠筒孔眼時(shí)，僅在籠筒處形成紊流（Re＞4000），經(jīng) 2D 行程后，恢復為層流（Re≤2100），故流通值大。

4、壓力平衡

減壓閥上游的原油經(jīng)過(guò)閥內體與閥外體間的流道，通過(guò)籠筒孔眼進(jìn)入下游，活塞橫面上有孔，下游的原油由此進(jìn)入活塞和閥內體，在所有活動(dòng)部件上承受大小相等、方向相反的作用力，原油沿籠筒孔眼進(jìn)入時(shí)所產(chǎn)生的壓力方向與活塞沿籠筒軸向移動(dòng)的方向垂直，因此執行機構推動(dòng)活塞來(lái)回移動(dòng)以調節原油流通量時(shí)，不需克服軸向力，僅需克服密封機構的彈性摩擦力。減壓閥執行機構小巧，結構緊湊。

5、傳動(dòng)機構操作準確

活塞是由成 90° 的角式傳動(dòng)機構操作的，由于活塞桿與閥桿的齒間隙為 0.1mm，從而保證齒條傳動(dòng)機構的操作無(wú)“滯后”現象。

6、氣源系統

氣源系統有兩個(gè)壓力為 1.0MPa、體積為 10m³ 的儲氣鋼罐，并聯(lián)工作，可保證在停電情況下減壓閥繼續工作 20min。

三、注意事項

（1）氣源系統中有兩臺壓縮機、兩個(gè)空氣干燥器，由于壓縮機工作壓力為 1.0MPa，排風(fēng)量為 30m³/h，壓縮過(guò)程中氣體中的水分易凝結沉積，因此每天需定時(shí)放兩次水，以減少干燥器的負荷，若排水系統安裝電磁閥，則可實(shí)現遙控排水。

（2）由于籠筒上的孔眼為 5mm，為防止減壓閥被堵，閥前必須加裝過(guò)濾器，為保證流通量并考慮過(guò)濾網(wǎng)的強度，庫鄯輸油管道安裝的過(guò)濾器網(wǎng)眼對角線(xiàn)不大于 3mm（濾網(wǎng)鋼絲直徑為 1.2mm）。

投產(chǎn)初期，未裝過(guò)濾器，致使雜物在減壓閥內阻塞，流通能力降低。加裝過(guò)濾器后，隨著(zhù)油流對籠筒孔眼的沖刷，其流通能力逐漸恢復，見(jiàn)圖 2。

圖 2 主減壓閥的特性曲線(xiàn)（1-主減壓閥嚴重被堵時(shí)的特性曲線(xiàn)；2-加裝過(guò)濾器運行一段時(shí)間后，主減壓閥流通能力恢復過(guò)程中的曲線(xiàn)；3-主減壓閥在正常情況下的特性曲線(xiàn)）

根據近期采集的數據看，庫鄯輸油管道采用的減壓閥已恢復正常，運行良好。