貴陽輸油站水擊泄壓閥誤動作原因分析

貴陽輸油站水擊泄壓閥誤動作原因分析

0水擊的發(fā)生及后果華南尹昆油藏通過廣東、廣東、貴州和云南通過廣東、廣東和云南。貴州省冬季氣溫較低,最低氣溫在0℃以下。長輸油管道潛在的不安全因素來自管內(nèi)水擊的破壞。當(dāng)管內(nèi)油品流速發(fā)生變化時,就會在管道內(nèi)產(chǎn)生水擊壓力脈沖,如果流速變化過快,脈沖壓力就會過高,對輸油管道造成危害。如果保護措施不到位,水擊產(chǎn)生的常見后果有:法蘭軸向撕開,管道焊接處爆裂,管道縱向爆裂,泵從連接處斷裂,管道及管道支撐、過濾器和泄壓罐等嚴重受損,泵及管道上的閥門受到嚴重的氣蝕,管道上的各種儀表不能正常工作等。為防止輸油管線遭受水擊破壞,在茂昆成品油管道所屬輸油站場的進出站管線上安裝了先導(dǎo)式水擊泄壓閥,水擊泄壓閥前后裝有手動閘閥,以備水擊泄壓閥檢修及緊急情況下使用。1水擊泄壓閥泄壓茂昆成品油管道于2005年分段進行水聯(lián)運,水聯(lián)運結(jié)束后輸送成品油,貴陽輸油站于2005年底開始輸送和下載油品。2006年1月5日,貴陽輸油站管輸0#柴油,同時向貴陽油庫下載0#柴油。晚上22時31分至23時59分時段內(nèi),貴陽輸油站出站泄壓閥先后兩次泄壓,進站水擊泄壓閥泄壓一次,進出站水擊泄壓閥三次泄壓后均未自動復(fù)位。由于出站水擊泄壓閥在泄壓后未能自動復(fù)位,為防止大量跑油,因此進站水擊泄壓閥在第一次泄壓后,站場人員將水擊泄壓閥前后手閥關(guān)閉,出站水擊泄壓閥在第二次泄壓后,站場人員將水擊泄壓閥前后手閥關(guān)閉。水擊泄壓閥泄壓時的管道運行參數(shù)見表1。表1中的出站水擊泄壓閥的設(shè)定壓力為9.0MPa,進站水擊泄壓閥的設(shè)定壓力為7.7MPa.從表1可以看出,出站水擊泄壓閥兩次泄壓時,出站壓力實際分別為6.0MPa和5.8MPa;進站水擊泄壓閥泄壓時,進站壓力實際為3.1MPa.由此可見,進出站水擊泄壓閥三次泄壓時閥前管道內(nèi)油品的壓力均未達到水擊泄壓閥的設(shè)定壓力,進出站水擊泄壓閥三次泄壓均為誤動作。2原因分析2.1中先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)水擊泄壓閥專為引導(dǎo)間歇式水擊而設(shè)計,在水擊到來時快速打開,然后無撞擊關(guān)閉。泄放量與設(shè)定開啟壓力是水擊泄壓閥的兩個重要參數(shù)。先導(dǎo)式水擊泄壓閥由引壓管、先導(dǎo)閥和泄壓閥主體等組成,其中先導(dǎo)閥由彈簧、提動頭和閥室等構(gòu)成,而閥室又分前室、中室和后室,見圖1。正常情況下,管道上游液體壓力小于水擊泄壓閥設(shè)定壓力,此時先導(dǎo)閥提動頭在左側(cè),先導(dǎo)閥中室與前室相通,中室與后室隔開,水擊泄壓閥閥腔內(nèi)液體的壓力等于上游液體的壓力,閥塞在閥座彈簧的作用下處于緊閉狀態(tài)。當(dāng)上游液體壓力大于水擊泄壓閥設(shè)定壓力,此時先導(dǎo)閥提動頭在液體壓力的推動下從左側(cè)移到右側(cè),先導(dǎo)閥中室與后室相通,中室與前室隔開(如圖1所示位置),水擊泄壓閥閥腔內(nèi)高壓液體流到下游管線內(nèi),作用在閥塞上的上游液體的壓力大于彈簧的彈力,閥塞被頂開,水擊泄壓閥開始泄壓。2.2水擊泄壓閥閥塞誤動作的可能性對進出站水擊泄壓閥的設(shè)定值進行了校驗,校驗后的設(shè)定值沒有發(fā)生變化。從而排除了因水擊泄壓閥的設(shè)定值發(fā)生了變化而引起水擊泄壓閥誤動作的可能性。拆開水擊泄壓閥引壓線上的過濾器檢查,過濾器無堵塞現(xiàn)象。由此排除了因水擊泄壓閥引壓線上的過濾器堵塞引起水擊泄壓閥閥腔內(nèi)液體的壓力低于水擊泄壓閥上游管段內(nèi)液體的壓力,而導(dǎo)致水擊泄壓閥誤動作的可能性。打開進出站水擊泄壓閥先導(dǎo)閥的排液口,發(fā)現(xiàn)有部分水流出,打開水擊泄壓閥閥腔底部的排污閥,也有水流出。管道輸油前先進行水聯(lián)運,水聯(lián)運期間水擊泄壓閥就投用了,所以輸油前水擊泄壓閥的引壓管和閥腔內(nèi)都充滿了水,先導(dǎo)閥的閥室內(nèi)也是水。水聯(lián)運結(jié)束后進行油水混合輸送,但進出站水擊泄壓閥所處管段是死流段,因而即便油水混合輸送結(jié)束后,進出站水擊泄壓閥上游段也積存許多水。據(jù)貴陽市氣象局提供的氣溫數(shù)據(jù)顯示,事發(fā)當(dāng)晚貴陽市區(qū)最低氣溫為-2℃,此溫度下水已結(jié)冰,積存在先導(dǎo)閥閥室內(nèi)的水凝固結(jié)冰后體積膨脹,從而推動先導(dǎo)閥提動頭向右移動,最終導(dǎo)致水擊泄壓閥閥塞被打開,管線泄壓。由于先導(dǎo)閥活塞被“冰塊”頂住無法復(fù)位,致使水擊泄壓閥閥塞無法復(fù)位。將出站水擊泄壓閥從管線上折卸下來后檢查發(fā)現(xiàn),閥塞密封圈有壓傷的痕跡,在閥芯后側(cè)有很多碎石。從碎石的大小形狀和數(shù)量來看,這些碎石肯定是一塊或幾塊大的石頭隨油品流經(jīng)水擊泄壓閥閥腔時被活塞卡碎的,這說明石頭曾阻止了閥塞回位。所以說從出站水擊泄壓閥上游沖刷下來的石頭卡住了閥塞是造成水擊泄壓閥誤動作后不能及時回位的一個重要原因。3預(yù)防事故發(fā)生卡堵貴陽輸油站進出站水擊泄壓閥誤動作且不能及時復(fù)位的一個原因是先導(dǎo)閥內(nèi)的積水遇到低溫(-2℃)結(jié)冰致使先導(dǎo)閥動作,從而導(dǎo)致水擊泄壓閥閥塞被打開且不能及時復(fù)位。導(dǎo)致水擊泄壓閥不能及時復(fù)位的另一個重要原因是上游管道內(nèi)殘留的石頭隨油液流進水擊泄壓閥時,對閥塞造成了卡堵。為防止類似事故再次發(fā)生,貴陽輸油管理處加強了對所屬站場水擊泄壓閥的排凝工作,及時排掉先導(dǎo)閥和引壓管內(nèi)的積水,同時對水擊泄壓閥引壓管外加保溫層,防止冰凍。為了防止再次出現(xiàn)異物卡阻閥塞,建議在水擊泄壓閥前加裝過濾器。此次事