长输管线阀门排污与放空的分析及研究

　　介绍了长输管线的排污与放空在管线工程中的作用和实际应用效果，分析了管线阀门排污与放空在实际工程中的必要性及排污与放空对活塞效应阀座的影响，提出了管线阀门活塞效应阀座的设计必须与排污、放空有效结合，管线阀门才能实现双截断与泄放的功能。

1、概述

　　随着管道工程的建设和发展，推动了管线阀门的发展和进步。由于长输管线自身的一些特殊性，对管线阀门在设计、制造、检测等方面提出了一些不同于一般工业用户的技术要求。当前，在阀门的设计制造方面，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)发现很多单位对长输管道工程的特殊性认识不够，产品设计、技术管理工作经验和经历不足，对管线阀门的相关要求了解不够深入，不理解工况系统对管线阀门提出的技术要求，特别是对排污、放空及注脂等阀门附件提出的要求，仍按为一般工业用户技术要求的设计理念来设计制造管线阀门，造成了管线阀门在运行中存在许多难以解决的质量问题，最终不得不更换阀门。

2、对比分析

2.1、长输管线排污及放空

　　为了保证长输管线安全和可靠运行，管线设计者每隔一段距离，正常情况为20 ～ 70km 设置一个线路截断阀( 图1) 。

　　线路截断阀、旁通阀和排污放空阀组成了线路截断阀室。每条长输管线都有n 个阀室。排污放空管线的口径一般为干线的1 /4 ～ 1 /3。管线上设置的排污与放空的主要作用为①管线分段试压时，排水及排气。②管线投产前，清管、吹扫和置换时排污及排气。③投运后，事故状态下，需抢修时对管线排污放空。

　　管线投运后，正常情况下，排污放空阀处于关闭状态。排污放空阀的动作概率极低，只有在事故状态下，需抢修时才会动作。

1. 线路截断阀2. 旁通阀3. 排污放空阀

图1 管线系统布置

　　如果管线上的线路截断阀没有排污放空设计，或者排污放空设计不合理。如B 断管线出现事故需抢修( 图2) ，为保证施工安全，按施工规范必须放空A 段管线、C 段管线，并使A 段线、C 段管线的排污放空一直处于全开状态。这样放空管线为A +B + C 段。管线口径越大，放空的成本越高，对环境的影响也越大，有时法规会不允许这样做。

图2 管线的排污与放空

2.2、管线阀门排污及放空

　　为了保证抢修施工的安全，减少对环境的影响，降低放空代价，线路截断阀上的排污放空显得尤为重要。因此，线路截断阀必须严格按API 6D 规范要求设计排污放空，其每个阀座均能承受全压差( 图3) 。

图3 管线阀门的排污与放空

　　使用符合API 6D 规范要求的线路截断阀，在B段管线出现事故时( 图4) ，关闭管线上的n + 1、n +2 线路截断阀，打开线路截断阀上的排污与放空，就可隔离A 段管线、C 段管线的介质，仅放空B 段管线的介质，就可安全施工。

图4 通过管线阀门的排污与放空隔离上下游介质

　　API 6D 是关于长输管线阀门的一个重要规范，它主要规定了管线上使用的球阀、闸阀、旋塞阀、止回阀在设计、制造、试验等方面的要求。API 6D 规范对具有DBB 功能的阀门提出了排污、放空的要求，并对排污口、放空口的尺寸作出了规定。球阀、闸阀可以设计成双阀座的阀门，实现DBB 功能，API 6D 规范对排污放空提出的要求，实际上是对规范中的球阀和闸阀提出要求。管线设计者常把管线球阀和闸阀选作线路截断阀，利用线路截断阀的排污放空来隔绝上、下游介质，在抢修时代替管线上的排污放空( 图4) 。线路截断阀的排污与放空口径较小。管线投运后，会定期手动动作，来检查阀座的密封性，并排空阀腔内污物。

　　线路截断阀的排污放空主要功能为①阀门出厂试验时，验证阀座的密封性。②管线投产前，排空阀腔内污物。③投运时，在线检查阀座的密封性。④抢修时，代替管线上的排污与放空。

5、结语

　　管线上的排污与放空是长输管线工艺系统的功能要求之一，其功能可通过管线上设置的排污放空阀实现，也可通过符合API 6D 规范要求的管线阀门实现。通过前者实现时，放空量较大，产生的经济损失及对环境的影响均较大。通过后者实现时，可隔离上、下游介质，在抢修时可代替管线上的排污放空，减少介质的排空量，降低排空对环境的影响。通过管线阀门实现管线的排污与放空，管线阀门必须具备DBB 功能，而管线阀门的DBB 功能是由活塞效应阀座与阀门上的排污、放空共同作用完成的。要实现管线阀门的DBB 功能，关键是阀座前后压差△P 的建立。为达到此目的，除了合理设计活塞效应阀座的结构尺寸，另一个关键的因素是按照API 6D 规范的规定合理设计管线阀门的排污与放空。