1引言
成品油資源是保證和促進國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定、快速發(fā)展的重要能源。穩(wěn)定的成品油供應，對管道沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起到積極促進作用。成品油管道主要是將煉油產(chǎn)品輸送至管道沿線各大城市。目前成品油管道大都采用常溫密閉輸送方式，為各城市提供穩(wěn)定的成品油。對于密閉輸送管道，采用調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)管道進出站壓力和管道壓力波的自動調(diào)節(jié)，各站采用調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)成品油下載壓力調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥的設置直接影響長輸管道的性能及安全，因此合理選擇調(diào)節(jié)閥至關重要。調(diào)節(jié)閥的選型包括調(diào)節(jié)閥本體和執(zhí)行機構(gòu)的選型。下面針對成品油管道調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)進行選型分析，并闡述調(diào)節(jié)閥實際使用情況。
2壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用來實現(xiàn)管道進出站壓力和管道壓力波的自動調(diào)節(jié)，確保成品油管道安全平穩(wěn)運行，目前成品油管道壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括出站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2.1 出站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
出站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用來控制泵站進輸油泵的液體壓力不低于泵允許的最低吸入壓力，出站壓力不高于輸油管線的最高允許操作壓力；以及當輸油管道發(fā)生水擊時，通過提前改變泵站的出站壓力設定值，達到控制水擊的作用。
目前成品油管道均采用調(diào)節(jié)閥節(jié)流方式實現(xiàn)管道出站壓力自動調(diào)節(jié)。出站調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括調(diào)節(jié)閥、截止閥、出站壓力、流量檢測儀表、泵入口匯管壓力檢測儀表等。針對出站流量較大、調(diào)節(jié)閥壓差較小的特點，出站調(diào)節(jié)閥大都采用球閥。
2.2 下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用來控制各分輸站下載成品油進罐的壓力調(diào)節(jié)。當下載站需要下載成品油時，通過調(diào)節(jié)進罐壓力，使壓力降低到生產(chǎn)設施所承受壓力范圍之內(nèi)，確保下載計量、儲罐等系統(tǒng)設施的安全。
目前成品油管道下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)下載壓力自動調(diào)節(jié)。下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)閥、截止閥、下載流量檢測儀表、下載壓力檢測儀表等。針對下載流量較小、大壓差的工藝特點，下載調(diào)節(jié)閥采用直行程閥。
3 調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)類型
調(diào)節(jié)閥由閥體和執(zhí)行機構(gòu)兩部分組成，執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥閥體的動力部分，通常為了實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的精確控制，還配有閥門定位器。執(zhí)行機構(gòu)按照其能源形式可以分為氣動、電動、電液聯(lián)動三大類，下面分別論述執(zhí)行機構(gòu)的原理和特點。
3.1 執(zhí)行機構(gòu)工作原理
3.1.1 氣動執(zhí)行機構(gòu)
氣動執(zhí)行機構(gòu)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力，采用電氣轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的控制。結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
3.1.2 電動執(zhí)行機構(gòu)
電動執(zhí)行機構(gòu)是以交流伺服電動機為驅(qū)動裝置的位置伺服機構(gòu)，并配有位置定位器實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的控制。結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。
3.1.3 電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)
電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)是以液壓油為動力源來實現(xiàn)閥門的預定動作。電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)是通過電液伺服閥將小的電控制信號放大為功率較大的液壓能量輸出。結(jié)構(gòu)原理圖如圖3所示。
3.2 執(zhí)行機構(gòu)特點
3.2.1 氣動執(zhí)行機構(gòu)
氣動執(zhí)行機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應速度快、操作方便、維護簡單等特點。它以空氣為介質(zhì)，更具有清潔性。它最大的特點在于它的高安全性，具有防火和防爆的優(yōu)點。因此具有很高的性價比。
氣動執(zhí)行機構(gòu)是以壓縮氣體為驅(qū)動方式的，由于氣體具有可壓縮性，因此它的抗偏移能力差、工作穩(wěn)定性差，控制精度低。氣動執(zhí)行機構(gòu)必須附加閥門定位器，才能實現(xiàn)閥門的調(diào)節(jié)。氣動執(zhí)行機構(gòu)還需要有穩(wěn)定的氣源，這就需要配套建設氣源站，相應增加建設費用。
3.2.2 電動執(zhí)行機構(gòu)
電動機執(zhí)行機構(gòu)具有輸出動力較大、穩(wěn)定性較高、控制精度高等特點。它是以電能為動力，現(xiàn)場容易獲取。
電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復雜，其故障率要高于氣動執(zhí)行機構(gòu)，其操作和維護需要專業(yè)人士完成。電動執(zhí)行機構(gòu)接受的是電信號，電打火容易出現(xiàn)問題，因此其安全性能要差些，對防護防爆的要求較高。
3.2.3 電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)
電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)具有輸出動力大、穩(wěn)定性高、響應速度快、控制精度高等特點。它是以液壓油作為動力的，液體具有不可壓縮的特點，因此電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)具有很高的抗偏移能力和調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)為機電一體化結(jié)構(gòu)，因此執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)為統(tǒng)一整體，因此防爆防護性能好。
電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)的體積比較大、重量比較高的缺點。它的運行需要液壓油和油管路，因此結(jié)構(gòu)復雜，造價較高。
4執(zhí)行機構(gòu)選型
成品油管道壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括輸油泵站的出站壓力調(diào)節(jié)和下載站的下載壓力調(diào)節(jié)。目前采用調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。兩種調(diào)節(jié)的作用和用途各不相同，因此采用的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)不同。不同結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥和不同的作用要求，確定調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)要合理選擇。
4.1 出站調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)選型
出站壓力調(diào)節(jié)目的是實現(xiàn)管道壓力波的自動調(diào)節(jié)，確保輸油管道的平穩(wěn)運行。出站壓力調(diào)節(jié)要求調(diào)節(jié)閥動作快，穩(wěn)定性高，這樣才能實現(xiàn)管道的壓力波變動時的快速調(diào)節(jié)，保證管道的穩(wěn)定運行。目前均采用球閥作為出站調(diào)節(jié)閥，閥門口徑比較大，因此需要大動力的執(zhí)行機構(gòu)才能實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。
氣動調(diào)節(jié)閥需要提供氣源，這就需要配備供氣系統(tǒng)，供氣系統(tǒng)包括空壓機、干燥機、過濾器、儲氣罐等設施，需要增加建設項目的用地和投資。因此成品油管道調(diào)節(jié)閥不采用氣動執(zhí)行機構(gòu)。電動和電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)有各自的優(yōu)缺點，電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)費用比電動執(zhí)行機構(gòu)高，但是基于出站調(diào)節(jié)閥的快速穩(wěn)定的調(diào)節(jié)要求，采用電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)具有較高的性價比。
4.2 下載調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)選型
下載壓力調(diào)節(jié)目的是實現(xiàn)下載進罐油品的穩(wěn)定運行，確保調(diào)節(jié)閥后的計量和儲罐設施的安全。下載壓力調(diào)節(jié)對穩(wěn)定性要求較高，對時間要求沒有出站調(diào)節(jié)的要求高。目前均采用直行程閥門作為下載調(diào)節(jié)閥，閥門口徑比較小，因此對執(zhí)行機構(gòu)的動力要求不高。
由于氣動執(zhí)行機構(gòu)需要建立供氣系統(tǒng)，因此不考慮使用。電動和電液聯(lián)動比較，都能夠滿足下載壓力調(diào)節(jié)的功能。由于電液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)價格較高，因此采用電動執(zhí)行機構(gòu)據(jù)較高的性價比。
6應用
目前成品油管道出站調(diào)節(jié)閥選用液動執(zhí)行機構(gòu)和下載調(diào)節(jié)閥選用電動執(zhí)行機構(gòu)的方案已經(jīng)應用于成品油管道。調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)的選型滿足的調(diào)節(jié)閥的作用需要，確保了成品油管道的穩(wěn)定運行和輸油設備及管道的安全。