输气站场先导式安全阀异常起跳事件分析

李勋,晏贤臣,赖志屹

中国石油西南油气田分公司输气管理处 （四川 成都 610100）

先导式安全阀是常用安全阀的一种，由主阀和导阀组成，导阀操作主阀的开启和关闭。其具有排量大、不受背压影响、动作灵敏的特点，可以在非常接近开启压力下进行不泄漏操作，且启闭压差小，广泛应用于输气场站，起超压放散作用、防止管线或设备超压运行。先导式安全阀在现场使用中出现问题，要及时发现、及时处理、正确分析，因此统计并分析先导式安全阀起跳事件很有必要[1-2]。

1 工作原理

当被保护系统处于正常运行状况时，导阀阀瓣处于关闭状态(导阀的密封靠整定弹簧的压力和密封面的密封状态)。系统压力从主阀入口通过引压管和导阀内部气道传入主阀阀瓣(活塞)上方气室。由于活塞面积大于阀瓣密封面面积，系统压力对阀瓣产生一个向下的合力，使主阀处于关闭、密封状态（图1）。

当系统压力升高到整定压力时，气体超压，导阀弹簧受压，导阀阀瓣远离阀座，导阀受力面积由阀瓣面积转化为活塞受力面积，受力面积增大，上升力增大，导阀开启。主阀阀瓣上方气室的气体经由打开的导阀从排气口排出，主阀阀瓣上方压力降低。主阀阀瓣在进口压力的推动下打开使系统泄压[1]。

图1 安全阀关闭状态（正常状态）

2 起跳事件分析

2.1 安全阀异常起跳事件1

阀门信息：安全放散阀型号AF46Y-40 DN80，整定压力3.9 MPa，安装于调压后的压力容器上，防止压力容器超压。

事件过程：输气站接当日调度指令要求将下游管道压力从3.0 MPa缓慢提升至3.8 MPa,当压力升至3.78 MPa时，压力容器上安全阀起跳。

原因分析：目前安全阀的密封试验压力均是根据GB/T 12234—2005在整定压力的90%基础上设置的。23#整定压力为3.9 MPa，系统压力调整到了3.78 MPa，超过该安全阀的密封试验压力3.51 MPa，故造成安全阀泄漏起跳。

2.2 安全阀异常起跳事件2

阀门信息：安全放散阀型号AF46Y-40 DN50,整定压力0.78 MPa，日常生产去下游运行压力0.7 MPa，安装于调压后的用户出站管线上，防止出现管线超压。

事件过程：当日正常生产运行中安全放散阀突然起跳，通过维修检查，清除导阀内部存在的硫化铁粉杂质，对导阀进行清洁维护保养，重新调校后恢复了安全阀的使用。

原因分析：该导阀未设置过滤网，导阀内部沉积硫化铁粉导致导阀内部密封不严，主阀上阀腔泄压后主阀起跳。

2.3 安全阀异常起跳事件3

阀门信息：安全放散阀型号AF46Y-40 DN80,整定压力0.85 MPa，日常生产去下游运行压力0.7 MPa，安装于调压后的用户出站管线上，防止出现管线超压。

事件过程：起跳与事件2不同的是，当日正常生产运行中安全放散阀突然起跳，并反复回座，进行维修检查，发现导阀阀座磨损严重，同时阀腔内存在硫化铁粉杂质。对导阀内部进行清洁维护、更换导阀阀座后（图2），重新检定恢复了安全切断阀的使用。

图2 导阀内部阀座

原因分析：安全阀导阀正常使用中，阀座和导阀阀体持续紧贴，分析磨损的原因为导阀进气前端设置的过滤器滤芯失效，导阀阀腔内硫化铁粉积聚致使导阀关闭不严，持续存在轻微泄漏，气流的冲刷导致阀座密封面磨损，泄漏量增大导致导阀起跳。起跳后由于管线压力降低，导阀泄漏量减少，主阀上下腔体压力重新回到平衡而关闭；当管线压力升高后，导阀泄漏量增加，主阀再次起跳[3]。

3 建议和措施

1）强化培训宣贯。技术人员对员工做好关键设备设施的培训，不只是设备原理和操作的培训，还着重强化意识和技能的培训。定期考察员工对站上设备关键参数的掌握情况，现场考察员工操作及应急的能力。

2）细化巡检制度。安全阀安装通常位于高处，导阀排放口存在轻微泄漏，不易被可燃气体检测仪检测到。安全阀属关键设备，建议每日一次对导阀排放口、导阀进出口引压管接头等开展验漏检查，防止阀门泄漏。

3）加强风险管控。要求员工掌握上下游站场的流程、关键参数，技术人员和员工共同开展局部管网运行分析，在站内流程调整或相关上下游站场作业时形成风险意识并开展风险识别，提前辨识出操作过程中可能存在的危害，及时制定措施，避免事故或事件的发生。操作过程中严格执行制度和操作规程，技术人员每年定期组织开展工作循环分析，完善风险控制措施[4]。

4）合理设置参数。安全阀的整定压力选取建议分两种情况：①设计压力较大于工作压力，且系统运行较为平稳时，取工作压力的1.05～1.1倍作为整定压力；②设计压力接近于工作压力时，取值应小于最高允许工作压力。安全阀的密封试验压力取值必须大于所在系统的最大工作压力，而不能单独以GB/T 12234—2005中规定的90%整定压力为依据，密封试验时，选值应大于90%整定压力，减小密封压力与开启压力之间的差值。如起跳事件1，密封测试不合格，应及时更换密封材料。

5）完善保养规程。安全阀属于关键设备，建议年度校验时由校检单位补充以下两方面内容：①检查过滤器滤芯清洁度，进行清洗或更换，未设置滤芯的安全阀进行导压管吹扫（如起跳事件2）；②对导阀内部进行清洁保养，同时检查内部导阀及密封圈完好性，存在磨损应进行更换（如起跳事件3）。

6）定期进行参数分析。企业定期组织开展工艺适应性分析，将安全阀的参数设置纳入分析内容。收集管网运行压力，从站场、管网系统角度考虑安全阀的参数设置问题，发现不适应情况及时调整参数[5]。

7）建立沟通机制。设备管理人员根据设备故障做好基础资料收集，及时分析设备存在的设计缺陷以及产品材料缺陷，由采购部门定期收集设备使用中存在的问题，反馈到厂家，改进产品设计。

4 结束语

输气站场可能造成先导式安全阀异常起跳的因素较多，通过介绍3起生产现场安全阀异常起跳事件，从安全阀结构对其发生过程和原因进行分析。结合实践，提出培训、制度、风险管控、参数设置、保养规程、参数分析、沟通机制等方面的改进建议和措施，供工作人员在维修、维护和管理中参考。