氣液聯(lián)動(dòng)閥是集壓力驅(qū)動(dòng)與電子控制于一體的高度集成化輸氣生產(chǎn)設(shè)備，目前已大量應(yīng)用于輸氣管道,。忠武管道全線采用Shafer氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球閥共計(jì)84臺(tái)（56臺(tái)含電子單元的9870型閥和28臺(tái)無(wú)電子單元的8414型閥）,。2006年和2007年期間，由控制系統(tǒng)導(dǎo)致的閥門(mén)誤關(guān)斷事故多達(dá)16次,，嚴(yán)重影響了管道的運(yùn)行安全,。

    一、氣液聯(lián)動(dòng)閥控制系統(tǒng)

    9870型氣液聯(lián)動(dòng)閥應(yīng)用于忠武管道的分輸站,、清管站及閥室,，其電子單元采用LineGuard2200裝置對(duì)閥門(mén)進(jìn)行控制,，通過(guò)對(duì)壓力的采樣和計(jì)算，連續(xù)監(jiān)控和檢測(cè)壓力,、壓降速率參數(shù),，并根據(jù)配置的大、小事件條件控制閥門(mén)關(guān)閉,。忠武管道控制系統(tǒng)規(guī)定高壓,、低壓、壓降速率參數(shù)為小事件（報(bào)警）和大事件（關(guān)閥）的設(shè)定條件,。每5s對(duì)管道的壓力采樣一次，當(dāng)計(jì)算值不符合設(shè)定條件時(shí),，便會(huì)產(chǎn)生大,、小事件記錄。如果大事件在可配置的“事件持續(xù)”時(shí)間內(nèi)連續(xù)存在,，LineGuard2200控制系統(tǒng)將會(huì)接通控制氣路,，打開(kāi)兩位常閉活塞閥，接通動(dòng)力氣源,，推動(dòng)液壓油使擺缸葉片旋轉(zhuǎn),，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，見(jiàn)圖1,。

    作為站內(nèi)干線進(jìn)出站閥,，8414型氣液聯(lián)動(dòng)閥主要參與ESD控制，其控制相對(duì)簡(jiǎn)單,，見(jiàn)圖2,。圖中編號(hào)X是一個(gè)三位常閉電磁閥，正常工作狀態(tài)下通電開(kāi)啟,，保持C,、P口貫通，截?cái)鄤?dòng)力氣源,；斷電時(shí)電磁閥關(guān)閉,，C、E口貫通排氣,，ESD控制閥使動(dòng)力氣路關(guān)閥,。

    二、忠武管道閥門(mén)誤關(guān)斷的原因分析

    1,、閥門(mén)誤關(guān)斷事故統(tǒng)計(jì)

    忠武管道2006年和2007年氣液聯(lián)動(dòng)閥關(guān)斷事故及原因見(jiàn)表1,。其中，在山區(qū)與丘陵地帶安裝的9870型閥發(fā)生10次關(guān)斷事故,，站場(chǎng)內(nèi)的8414型閥發(fā)生6次關(guān)斷事故,。

    2,、關(guān)斷原因分析

    根據(jù)表1數(shù)據(jù)，造成閥門(mén)關(guān)斷的原因主要有FLASH卡損壞,、主板損壞,、壓力變送器損壞等。

    （1）設(shè)備選型不當(dāng)導(dǎo)致供電系統(tǒng)不可靠

    LineGuard2200氣液聯(lián)動(dòng)閥的控制系統(tǒng)是在LineGuard2000基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,。LineGuard2000設(shè)備主要進(jìn)行壓力與壓變數(shù)據(jù)監(jiān)控,，其取樣周期長(zhǎng)，功耗低,，一般采用12V/40Ah蓄電池供電,，在不更換電池的情況下，一塊電池可持續(xù)運(yùn)行18個(gè)月,。而LineGuard2200控制系統(tǒng)雖然集成了流量管理等硬件,，功能更為強(qiáng)大，但耗電量高,，如果僅靠電池供電,，一塊12V/40Ah電池只能持續(xù)供電5～7d。

    為彌補(bǔ)LineGuard2200供電時(shí)間短的不足,，忠武管道大部分閥室供電系統(tǒng)采用了太陽(yáng)能電池和蓄電池聯(lián)合供電模式,。忠武管道渝東鄂西山區(qū)太陽(yáng)能資源條件有限，在日照較好的夏季尚好,，但其它季節(jié)陰雨天較多時(shí)易發(fā)生閥門(mén)誤關(guān)斷事故,。

    另外，忠武管道閥室進(jìn)出口端無(wú)絕緣接頭,，電子單元控制箱與管道陰極保護(hù)系統(tǒng)之間也未做絕緣,，控制系統(tǒng)極易發(fā)生電氣故障。

    （2）設(shè)備本身缺陷

    壓力變送器靠ROC312主板的AI接口供電,，廠家的程序設(shè)置未考慮電壓過(guò)低易導(dǎo)致關(guān)閥的情況?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ROC312主板供電電壓在8V左右波動(dòng)時(shí),，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生壓降速率超高信號(hào),，誤報(bào)警導(dǎo)致關(guān)閥。試驗(yàn)表明,，ROC312主板在正常供電電壓12V條件下,，AI接口輸出電壓為24V，滿足壓變的運(yùn)行要求,；當(dāng)外界供給主板的電壓在8～11V范圍內(nèi)時(shí),，ROC312主板給AI模塊的供電電壓在23V左右，該數(shù)值也在壓力變送器正常工作電壓范圍內(nèi)（9～24V）,，不會(huì)對(duì)壓變的數(shù)據(jù)采集造成影響,；但當(dāng)外界供給主板的電壓低于8V時(shí),，會(huì)使ROC312主板將正常壓力值誤讀為異常，從而導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤操作,。

    三,、技術(shù)改進(jìn)措施

    1、9870型氣液聯(lián)動(dòng)閥的技術(shù)改造

    （1）改進(jìn)與完善閥室的供電系統(tǒng),。在閥室增加一塊太陽(yáng)能電池板,，并對(duì)電池板支架進(jìn)行改造，隨季節(jié)的變化調(diào)整電池板對(duì)太陽(yáng)的傾角,，保證其在季節(jié)變換或陰雨天時(shí)也能穩(wěn)定供電,。

    對(duì)山區(qū)16號(hào)閥室新舊兩個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行了持續(xù)工作時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4,。在相同條件下,，原供電系統(tǒng)的持續(xù)工作時(shí)間為16天，而新供電系統(tǒng)的持續(xù)工作時(shí)間可以超過(guò)20天,。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,，每?jī)芍芨鼡Q一次電池,，可以保證供電的可靠性,。

    （2）在電磁閥的進(jìn)出口管道以及壓變和主管道間增加絕緣接頭，將電子控制單元與管道從物理上進(jìn)行隔離處理,；在控制箱與閥體（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）連接處加裝絕緣墊,，以消除管道陰保系統(tǒng)或外界雷擊等因素對(duì)控制系統(tǒng)的干擾。

    （3）對(duì)原軟件打補(bǔ)丁,，取消電池電壓低于8V時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閥的功能,。

    2、8414型氣液聯(lián)動(dòng)閥的技術(shù)改造

    從圖2可以看出,，電磁閥是持續(xù)帶電的,，一旦斷電，就會(huì)造成閥門(mén)關(guān)斷而導(dǎo)致進(jìn)出站氣源中斷,，對(duì)安全運(yùn)行構(gòu)成威脅,。

    對(duì)8414型的三位常閉電磁閥進(jìn)行了改造。原電磁閥C,、P,、E在斷電情況下，C,、E口貫通,，E口為放空口，改造時(shí)將P口的引壓管改至E口,，電磁閥相當(dāng)于為常開(kāi)閥,。利用PLC程序,，為電磁閥設(shè)置了有ESD信號(hào)觸發(fā)才關(guān)閉的功能，避免了因斷電而觸發(fā)的誤關(guān)閥,。

    3,、加強(qiáng)管理

    利用氣液聯(lián)動(dòng)閥數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電池電壓進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，并定期更換電池,，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,。

    四、結(jié)束語(yǔ)

    氣液聯(lián)動(dòng)閥是輸氣管道的主要設(shè)備,，其結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)較為復(fù)雜,，因此，在設(shè)備選型時(shí)一定要考慮其適用性,，尤其要考慮設(shè)備供電的可靠性,、控制部分與外界的隔離以及軟件識(shí)別誤報(bào)警的診斷性能等問(wèn)題。自2007年年底實(shí)施改造措施后,，未出現(xiàn)新的閥門(mén)誤關(guān)斷事故,。