PID控制对输油管道运行的影响及防控措施

PID控制技术应用于输油管道站场,能够保持管道压力平稳,提高输油管道调控运行的自动化程度,但PID控制效果易受多方面因素的影响,且投用PID的输油管道可能掩盖部分异常事件的迹象,应用不当会给管道运行带来不安全因素。通过对输油管道PID控制系统组成及PID的工作原理进行分析,结合PID特性对调节阀压力响应的影响,PID选择性控制对管道运行的影响,PID控制对油品泄漏判断的影响,以及PID检测环节对管道运行的影响等方面,对投用PID的输油管道进行风险辨识,阐明PID控制对输油管道风险控制的影响,并提出加强投产运行后的PID参数修正,加强重要设备的巡检与调试,确保设备可靠,以及及时进行PID控制及手动控制的切换等解决措施。     

库鄯线减压站的控制

库尔勒—鄯善输油管道是我国第一条穿过大高差地段的常温密闭输送管道。大高差将会使管道高点不满流,造成液柱分离;停输时造成管道最低点超压。解决大高差给管道运行带来危害的方法是增大低点处管道壁厚或设置减压站。而减压站的关键设备是减压阀。正确选择性能优越、安全可靠的减压阀,制定合理稳妥的控制方案,是保障管道安全运行的关键。介绍了所选减压阀的技术性能、减压站的工艺流程、控制原理、控制程序及减压站上游压力设定值的计算。指出为将清管清出的又大又硬的蜡块破碎,在进站方向加一个碎蜡器,其效果尚待检验;管道最高点压力,只用于监视报警不参与控制;管道最低点既不参与监视报警,也不参与控制等,都是设计中存在的问题。     

压力平衡式旋塞阀结构特点及内漏处理方法

西气东输管道干线截断阀的旁通管道节流阀、放空阀,站场ESD放空管道放空阀,大量使用进口Serck Audco压力平衡式旋塞阀。针对站场ESD高压放空旋塞阀内漏故障频繁,常规处理效果不好的问题,分析了进口旋塞阀的密封及压力平衡结构特点,结合现场实践经验提出了注脂处理、解体维修、更换阀门、返厂维修等处理方法。旋塞阀频繁内漏的根本原因是旋塞表面本体磨损、划伤,导致密封失效。现场解体维修中,旋塞和阀体之间的间隙难以保证恢复至原始状态,旋塞经人工打磨很难达到原始匹配精度,多次解体后维修效果可能会更差,因此解体维修应谨慎开展。返厂维修消除了旋塞表面磨损、划伤,经现场试验验证可以解决阀门内漏问题,但国产旋塞阀及国内厂家维修后的进口旋塞阀均需增加旋塞大端泄压孔,才能消除旋塞自锁现象。大端泄压孔与介质流体直接接触,当阀门用于管道介质含杂质较多的工况时,不能避免杂质进入大端底部,旋塞阀的国产化研制应在这方面开展研究。(图4,参16)     

基于泄流阀调速的速度控制装置研究进展

针对管道检测设备在高流速天然气环境下运行时存在的清管效率低、检测精度差等问题,通过分析检测设备在天然气管道中的运行特点及国内外常用的检测设备调速方法,指出搭载速度控制装置可有效降低检测设备的运行速度,减小速度波动幅值。从理论研究、样机试验和泄流阀结构3个方面详细阐述了基于泄流阀调速的速度控制装置的最新研究进展,分析了泄流阀调速装置的组成、工作原理及常用结构形式。指出未来对泄流阀调速装置的研究,应重点分析泄流阀开口形式、开口大小与泄流阀损失系数之间的关系。另外,对速度控制装置失效后利用安全闭锁装置保证检测设备继续运行的研究也是未来的发展方向。     

双密封导轨阀的功能及适用性分析

介绍了双密封导轨阀的结构及工作原理，该阀的密封性能和使用寿命优于普通的闸阀和球阀。具备防火、在线维修、双关断及泄放、中腔泄压、内检漏等功能，结合实例说明了双密封导轨阀在油气储运系统的功能及应用，开辟了油气储运系统的工艺设计新的发展空间，解决了管道设计中遇到的很多问题，既优化了管道设计，提高了产品质量，又节约了管道运营成本。     

基于K-Spice与SPS的单管泵阀模型PID控制

管道的控制系统是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的工程指导意义。通过K-Spice 软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID 控制进行仿真,同时在SPS 软件上进行相同的单管泵阀模型的PID 控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析,验证了K-Spice 软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice 软件的PID 控制模型仿真结果较为理想,且更方便、合理,可为后续使用K-Spice 软件进行更复杂的管网系统模型控制仿真提供支持。     

基于泄漏扩散后果评价的CO_2管道截断阀间距确定

为了保障CO_2的输送安全,从CO_2泄漏扩散的后果出发,考虑CO_2泄漏扩散时的相态变化及重力的影响,利用PHAST软件建立CO_2管道的泄漏扩散模型,以最不利工况作为初始条件,计算不同阀间距下的SLOD(致死率等于50%)影响范围,从而确定CO_2管道不同等级地区下的阀间距。结果表明:一级地区从安全考虑并不需要建设阀室,但是为了方便管道维修,可以在便于维修的部位建立阀室;二级地区可以根据相应的户数选择合适的阀间距,但最大不超过60 km;三、四级地区不推荐超临界CO_2管道输送。研究成果可为中国CO_2管道输送相关规范的制定,以及对CO_2管道进行安全评价和事故后果分析提供一定的理论支持。     

氮气式水击泄压阀设定压力精度的影响因素

为了揭示影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的关键因素,从氮气式水击泄压阀的结构组成和工作原理入手,建立了影响氮气式水击泄压阀设定压力临界点处的力学关系方程,分析认为影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的主要影响因素是减压阀的精度、环境温度对氮气压力的影响、活塞体所受摩擦力、阀座密封结构的设计及弹簧刚度的稳定性等,进而提出了控制设定压力精度的的方法。根据该理论改进的氮气式水击泄压阀,获得了设定压力精度达到±1%的试验结果。     

输油管道系统的压力控制分析

管道压力是影响管道安全运行的关键因素,对常温输油管道的调控主要是对压力的控制。通过调节输油泵的启停、变频泵转速、调节阀开度进行管道压力控制,将控制点和关键点的运行压力控制在安全范围内,可以确保管道运行的连续性和完整性;利用泄压阀、压力开关、超前保护和ESD程序,可以有效保证管道的安全,提高管道运行的安全系数。     

差流可调梭阀在球阀控制中的运用

梭控球阀是实现管道自动化控制的一个重要基础元件，介绍了其工作原理和差流可调梭阀的基本特性，差流可调梭阀不仅适用于球阀，也适用于蝶阀，闸阀和其他阀启闭时间的控制与调节，同时还可对主阀体的流量和压力进行调节。     

高压泄压阀自动升压器的设计应用

在长吉(长春—吉林)输油管道运行中,高压泄压阀是用氮气作为传递介质来控制泄压的。高压氮气经减压阀流入稳压罐,进而进入调压室,调压室的氮气压力是安全运行的关键参数。当出站压力大于安全工作压力时,部分原油经高压泄压阀流入油罐;当出站压力低于安全工作压力时,此阀自动关闭。在整个过程中,高压泄压阀每动作一次,稳压罐的氮气就要靠人工补充一次,操作非常不便,因此设计了高压泄压阀氮气自动升压器,改变了靠人工补充氮气的作法,这样不但补气恒定,也减轻了劳动强度,简化了操作工序。     

减压阀在大落差管道上的应用

库尔对鄯善输油管道采用了常温密闭输送工艺及ＳＡＤＡ系统等先进技术,是目前经水平邻行的一条管道,详细介绍了自荷兰引进的ＲＺＤ－ＲＭＢＸ型减压阀的结构、工作原理、调节特性及运行工况。该减压阀首次在国内输油管道上用于解决大落差的难题。运行一年多来,工作平稳正常,效果良好。     

一种自动控温混水阀系统的设计

自动控温混水阀以机械式混水阀的调温原理为蓝本,具有自动温控、结构简单、维护和使用方便等优点,但现有设计多数不依赖PID算法控制,在管网水压不稳地区自动控温效果一般,使用者体验不佳。以AT89C52单片机为系统控制核心,用3组DS18B20温度传感器进行多点温度采集,结合温度闭环负反馈PID算法控制,用步进电机为温度调控动力源,完成自动快速控温混水阀的设计。该混水阀可快速实现水温预置、自动控温调节、温度显示和声光报警等功能。基于Proteus的电路仿真设计和实验实际测试结果表明,该系统具有较高的可靠性。     

天然气管道减压阀节流温降规律

在给定组分条件下,天然气水合物的生成与否主要取决于压力和温度,正确地预测天然气节流后的温度,可为水合物的防治提供技术依据。利用FLUENT有限元分析软件,建立RMG530减压阀阀内流体有限元模型,模拟不同工况条件下阀内流体的分输节流过程,分析阀内流体流速、压力与温度变化规律,比较入口压力、节流压降和环境温度等因素对减压阀节流温降过程的影响,并利用分输站场节流温降测试数据验证模拟结果的正确性。结果表明:节流分输过程阀内天然气流动复杂,呈强湍流特性;阀笼节流孔内流速激增,但压力、温度骤降,水合物析出在节流孔内完成;环境温度、入口压力和节流压降是影响节流温降过程的主要因素,节流温降随压降差值的增大而增大,随入口压力和初始温度的增大而减小。     

管道水击增压速率控制技术研究

控制管道水击增压速率对长输管道可防止早选超压，减少泵站压力保护系统的投用；对工艺管道可减轻振动，防止低压仪表与设备损坏。综述了国内外控制管道水击增压速率所采用的措施和装置，主要有泄压阀系统，气压缓冲罐系统，电子－液力泄放系统，橡胶套泄放阀系统，飞轮系统等。着重介绍新型双功泄压阀的原理和结构。在水击增压控制理论指导下，通过对增压速率调节系统数学物理模型的研究，发现在固定阻力下调节的非线性本质，它要求     

波涌灌技术

波涌灌技术是一种先进的地面灌溉技术，在欧美许多发达国家得到广泛的推广应用。它具有田间水利用效率高、灌水均匀、省时节水等优点。 波涌灌溉系统一般由水源、波涌阀、控制器和输配水管道等组成，其中波涌阀和控制器是整个系统的核心设备。用于波涌灌溉的水源在井灌区可来自低压输水管道给水栓（出水口），在渠灌区则取自农渠分水闸口。波涌阀按结构形式分为单向或双向阀两类。整个阀体呈三通结构的T字型，采用铝合金材料铸造。水流从进水口引入后，由位于中间位置的阀门向左、右交替分水，阀门由控制器中的电动马达驱动。控制器用来实现波涌阀开关的转向，定时控制双向供水时间并自动完成切换，而内置计算机程序可自动设置阀门的关断时间间隔。输配水管道将低压输水管道出水口或农渠分水口与波涌阀进水口相连，在波涌阀出水口处装有软管伸向两侧，传到传统的控制闸孔完成出流灌溉。波涌灌溉系统的常见田间布置形式是在波涌阀出水口两侧安装配有出水闸孔的软（硬）管道，波涌阀通过阀门自动转向在两组输配水管道间轮流切换，实现间歇交替的供水过程。 波涌灌溉设备已于1998～1999年分别在北京大兴县井灌区及昌平县渠灌区、新疆巴州及昌吉州的渠灌区进行了田间应用试验，表明波涌灌具有较强的田间实用性。 （王 泽）     

长输管道水击泄压阀的应用

在长距离输油管道的运行中,防止水击发生,是管道安全平稳运行的重要保证.介绍了长输管道使用水击泄压阀的情况,通过对不同泄压阀性能的比较,探索了引进产品经改造后,在国内管道上的应用效果,提出了进一步的改进措施.     

天然气管道线路截断阀误关断判断算法

为减少天然气长输管道线路截断阀误关断次数,提高阀室泄漏检测系统的可靠性,基于大量阀室误关断事件的原因分析,结合气体流体力学理论,运用SPS仿真软件建立了长输天然气管道泄漏仿真模型。探究了天然气长输管道泄漏过程中泄漏位置、管道运行压力等条件对压力下降过程的影响规律,并在此基础上计算在特定管道出现泄漏时可能发生的最快压力下降过程数据。据此,设计了一种天然气管道线路截断阀误关断判断算法,并编写了管道泄漏线路截断阀关断的控制程序。仿真数据及试验结果表明,该方法可根据压力变化特征实现误关断信号与真实泄漏信号的判断,降低系统误关断率。     

管内高压封堵器的研制

管内高压封堵技术是一项新型的管道封堵技术,在陆地、海底油气管道的维修、换管、换阀、加减支路等作业中应用前景广阔。该技术的工作原理是将清管器与封堵器铰接在一起,从清管器的发射端进入,二者在清管器的推动下向前行走,通过监控中心发射的超低频电磁脉冲信号来启动微型液压系统实现封堵。锁定滑块和封隔圈是封堵器的关键部件,其直接决定封堵器的锁定与密封能力,因此,重点分析了锁定滑块锁紧的可靠性和封隔圈密封的可行性。自主研制了适用于内径300mm管道的管内高压封堵器样机,通过简单的封堵打压试验,初步证明了该项技术应用的可行性。     

库鄯输油管道减压阀运行情况

介绍了库输油管道引进的荷兰莫克维迪公司生产的减压阀的结构，特点及使用情况，该阀具有降压和消声效果好，流通量大，压力平衡等优点，将其运用到原油输送中，防止了大落差线路中低部位管道的超压和翻越点产生“不满流”现象，保证了输油管道的平稳运行。