1 引言

成品油資源是保證和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)、穩(wěn)定、快速發(fā)展的重要能源。成品油供應(yīng)穩(wěn)定，對促進(jìn)管道沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了積極作用。成品油管道主要是將煉油產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)焦艿姥鼐€的主要城市。目前，成品油管道大多采用室溫封閉運(yùn)輸方式，為城市提供穩(wěn)定的成品油。對于封閉的輸送管道，調(diào)節(jié)閥用于實(shí)現(xiàn)管道進(jìn)出站壓力和管道壓力波的自動調(diào)節(jié)，各站用調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)成品油下載壓力調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥的設(shè)置直接影響長輸管道的性能和安全，因此合理選擇調(diào)節(jié)閥非常重要。調(diào)節(jié)閥的選擇包括調(diào)節(jié)閥本體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇。以下是對成品油管道調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇分析，并闡述了調(diào)節(jié)閥的實(shí)際使用情況。

2 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)管道進(jìn)出口壓力和管道壓力波的自動調(diào)節(jié)，確保成品油管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，成品油管道壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括出口壓力調(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)

出口壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于控制泵站進(jìn)口輸油泵的液體壓力不低于泵允許的最低吸入壓力，出口壓力不高于輸油管道的最高允許操作壓力；當(dāng)輸油管道發(fā)生水擊時，通過提前改變泵站的出口壓力設(shè)定值來控制水擊。

目前，成品油管道采用調(diào)節(jié)閥節(jié)流，實(shí)現(xiàn)管道出口壓力的自動調(diào)節(jié)。出口調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括調(diào)節(jié)閥、截止閥、出口壓力、流量檢測儀表、泵入口匯管壓力檢測儀表等。根據(jù)出口流量大、調(diào)節(jié)閥壓差小的特點(diǎn)，出口調(diào)節(jié)閥多采用球閥。

2.2 下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

下載壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于控制各輸送站下載成品油進(jìn)入罐的壓力調(diào)節(jié)。當(dāng)下載站需要下載成品油時，通過調(diào)整進(jìn)入罐的壓力，將壓力降低到生產(chǎn)設(shè)施的壓力范圍系統(tǒng)設(shè)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)閥自動調(diào)節(jié)下載壓力。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、下載壓力檢測儀等。根據(jù)下載流量小、壓差大的工藝特點(diǎn)，下載調(diào)節(jié)閥采用直接行程閥。

3 調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型

調(diào)節(jié)閥由閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥體的動力部分。通常，為了實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的精確控制，還配備了閥門定位器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按其能源形式可分為三類：氣動、電動和電液聯(lián)動。以下是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理和特點(diǎn)。

3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理

3.1.1 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以壓縮空氣為工作介質(zhì)傳遞動力，采用電氣轉(zhuǎn)換器控制調(diào)節(jié)閥。結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

圖1

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3.1.2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以交流伺服電機(jī)為驅(qū)動裝置的伺服機(jī)構(gòu)，配備位置定位器控制調(diào)節(jié)閥。結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。

圖2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理圖

3.1.3 電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以液壓油為動力源，實(shí)現(xiàn)閥門的預(yù)定動作。電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過電液伺服閥將小電控信號放大到大功率液壓能輸出。結(jié)構(gòu)原理圖如圖3所示。

圖3 電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理圖

3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

3.2.1 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)速度快、操作方便、維護(hù)簡單等特點(diǎn)。它以空氣為介質(zhì)，更干凈。其最大的特點(diǎn)是安全性高，具有防火防爆的優(yōu)點(diǎn)。因此，它具有很高的成本性能。

氣動執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)必須附加閥門定位器，才能實(shí)現(xiàn)閥門的調(diào)節(jié)。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)還需要有穩(wěn)定的氣源，這就需要配套建設(shè)氣源站，相應(yīng)增加建設(shè)費(fèi)用。

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3.2.2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有輸出功率大、穩(wěn)定性高、控制精度高的特點(diǎn)。以電能為動力，現(xiàn)場容易獲得。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作和維護(hù)。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受電信號，容易出現(xiàn)電火災(zāi)問題，安全性能差，防護(hù)防爆要求高。

3.2.3 電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有輸出功率大、穩(wěn)定性高、響應(yīng)速度快、控制精度高的特點(diǎn)。它以液壓油為動力，液體具有不可壓縮的特點(diǎn)，因此電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有較高的抗偏移性和調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)整機(jī)構(gòu)為統(tǒng)一整體，防爆性能好。

電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積大、重量高的缺點(diǎn)。其運(yùn)行需要液壓油和油管，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

4 執(zhí)行機(jī)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(shí)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(jī)構(gòu)要合理選擇。

4.1 出站調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型

出站壓力調(diào)節(jié)目的是實(shí)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(yùn)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(shí)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(yùn)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(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。

氣動調(diào)節(jié)閥需要提供氣源，需要配備供氣系統(tǒng)。供氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、干燥機(jī)、過濾器、儲氣罐等設(shè)施，需要增加建設(shè)項(xiàng)目的土地利用和投資。因此，成品油管道調(diào)節(jié)閥不采用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的成本高于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但根據(jù)出口調(diào)節(jié)閥的快速穩(wěn)定調(diào)節(jié)要求，電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有較高的性價(jià)比。

4.2 下載調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型

下載壓力調(diào)節(jié)的目的是實(shí)現(xiàn)下載油罐的穩(wěn)定運(yùn)行，確保調(diào)節(jié)閥后的測量和儲罐設(shè)施的安全。下載壓力調(diào)節(jié)對穩(wěn)定性要求高，時間要求不高。目前，直接行程閥作為下載調(diào)節(jié)閥，閥門直徑相對較小，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率要求不高。

由于氣動執(zhí)行機(jī)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)動比較可以滿足下載壓力調(diào)節(jié)的功能。由于電液聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的價(jià)格較高，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性價(jià)比較高。

5 應(yīng)用

目前，液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)已應(yīng)用于成品油管道。調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇滿足了調(diào)節(jié)閥的功能需求，確保了成品油管道的穩(wěn)定運(yùn)行和輸油設(shè)備和管道的安全。