1.概述
為使我國西部的經濟得到較快的發展,國家提出開發大西部的重大決策。開發新疆地區的石油和天然氣資源,就是開發西部的重大舉措之一。要使西部的油、氣資源得到充分的利用,*的辦法是將油、氣通過管線輸送到我國的東部地區。國家為此將建設“西氣東輸”管網工程,即鋪設主管線,西起塔里木的輪南氣田,東到上海地區,全線長約4200公里。管線輸送已成為當代物料運輸的主要方式之一,利用長距離管線輸送油、氣等資源已成為當今世界能源輸送的zui主要的手段。世界上主要油、氣生產國和消費國都大量使用長輸管線來解決油、氣資源的運輸問題,其中,天然氣的輸送95%以上采用管線方式。據統計,目前,世界上已有的油、氣長距離輸送管線總長度超過260萬公里,其中,天然氣輸送管線總長度約140萬公里,占管線總長度的二分之一以上。從國外的建設和運輸的經驗來看,在相同輸送量的情況下,建一條大口徑的管線比建幾條小口徑的管線更為經濟;而且采用在一定范圍內提高介質的輸送壓力,同樣能夠增加效益。所以,西氣東輸采取的管徑為:公稱直徑DN=1000mm,公稱壓力PN=10.0MPa。這樣的參數在我國以前的輸氣管網中是從來沒有的。
我國西氣東輸管線距離長,管線經過沙漠、雨林、沼澤、山地、河流(長江、黃河)、平原,所經地區氣候惡劣,環境溫度變化范圍為-30oC——+80oC,環境條件差。因此。對長輸管線閥門的要求比通用閥門的要求要高得多,要求長輸管線閥門具有更高的可靠性、更高的密封性、更高的強度,以確保長輸管線安全可靠運行。
2.管線球閥的發展
長輸管線的發展,經過幾十年的時間,在我國以初具規模,特別是管線球閥的發展,目前在國內管線上應用的國產管線球閥,參數已達到了PN6.4MPa,DN1000mm,但與西氣東輸工程中要求的參數,還有一段距離,另外,管線球閥的緊急切斷裝置,國內還不能生產。另外,全焊接的球閥,國內還沒有產品應用的歷史。
3.管線球閥的相關標準
API 6D 管線閥門
API 6FA 閥門的耐火試驗
API 607 軟密封和90o轉向閥門的耐火試驗
API 598 閥門的檢驗和試驗
ANSI B 16.34 法蘭、螺紋和焊接端閥門
J B/T 7745 管線球閥
4.管線球閥的特點及要求
在長輸管線中,要求線路截斷閥——管線球閥能夠控制管道中的介質,具有開關作用,改變介質流向和防止倒流,發送或通過管道清洗球,防止事故發生,自動、緊急切斷,封閉或打開管線等。
4.1密封性能可靠
長輸管線只能定期巡查或巡邏,而且有時需要通過人跡罕至的高山、沙漠、草原及地震等地區。微小的漏失就會造成大量介質的漏失,浪費能量,尤其是西氣東輸工程中,對天然氣管道中的密封性更為重要,另外,還要求具有緊急注脂的密封性能。
4.2使用壽命要求長
管線一旦投入運行,幾年內甚至幾十年內不允許停止運行,運行的時間越長越好,天然氣面對的是大用戶,是大工廠、企業的原料或能源,不允許有片刻的閘斷,所以,要求主要關鍵件如閥座等有很長的壽命。
4.3管線閥門的高強度、抗外力的安全性
西氣東輸工程中,管線球閥的壓力高達10.0MPa。口徑達到1000mm。且管線的站距較長,長度達到20公里左右,在使用中,受溫度的熱脹冷縮、設備振動、地震災害、地基變動等復雜的外力,閥門在管道中經常受到拉伸、彎曲壓縮等綜合應力,要確保閥門的正常使用,必須具備足夠的強度。
4.4管線球閥應耐腐蝕
因天然氣中含有硫化氫,它還能與鐵反應生成硫化鐵,腐蝕閥門,穿蝕機械,故管線球閥應選用耐腐蝕的材料。
4.5自動化程度高
管線球閥的控制都是在*控制室,距離較遠,應能實施遠距離控制或遙控,且在事故狀態下能緊急關斷。關斷時間要求達到15秒左右,在管線正常運行時,可能幾年內都不會動作,一旦動作,必須準確、可靠。
4.6管線閥門要求重量輕、結構緊湊、全通徑
為了保證閥門能在復雜的現場安裝、埋地要求、檢修方便,因此要求閥門重量輕,結構緊湊,并且是全通徑,便于在管線正常運行時,能夠清管。
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