（高拓石油天然气技术（上海）有限责任公司上海市浦东新区201300）
摘要：分析了调压橇系统中紧急安全切断阀的功能，分析了紧急安全切断阀的性能，以及选择性能的主要指标。
关键字：切断阀；切断精度；响应时间；泄漏量
概述：十二五期间我国油气主干管道里程从7.3万公里增长到11.2万公里，天然气生产量从2010年的957.9亿立方米，增长到2015年的1346亿立方米，年均增长7.0%，天然气的消费量迅速增长，而天然气输送和储备明显不足。为此，国务院发布《能源发展“十三五”规划》（发改能源〔2016〕2744号），拓展天然气消费市场。推动天然气市场建设，坚持海陆并进。
按照“西气东输、北气南下、海气登陆、就近供应”的原则，统筹规划天然气管网，加快主干管网建设，优化区域性支线管网建设，打通天然气利用“最后一公里”，实现全国主干管网及区域管网互联互通。2020年，天然气管道总里程达到10万公里，干线年输气能力超过4000亿立方米。天然气消费比重从2015年的5.9%，提升至2020年的10%，预期年均增长4.1%。
一、调压橇分类和功能
天然气输送系统中，调压撬是核心部分，调压撬包括输气管道分输站内的调压撬，也包括燃气电厂、城市门站、液化天然气（LNG）、调压站内的调压撬及压缩天然气（CNG）减压撬，在此系统称调压橇，它是集过滤分离、安全切断、气体加热、气体减压稳压等功能于一体的集成橇装系统。
调压橇的主要功能是实现在入口压力不断变化和下游流量不断变化下，经调压橇后获得一个稳定的出口压力。调压橇通常由紧急安全切断阀，过滤器，进口、出口阀门，监控调压器，工作调压器等组成。其中核心的设备为紧急安全切断阀、监控调压器，工作调压器。这些核心设备。这些核心设备的性能决定着调压橇的质量。本文主要研究讨论紧急安全切断阀的功能选择。
二.调压橇系统中紧急安全切断阀的功能
由于国内标准GB50028-2006《城镇燃气设计规范》，关于燃气输配系统里的调压橇标准使用压力为不大于4.0MPa，而市场上面经常使用调压橇系统的产品工况大于4.0MPa。所以目前行业内对调压橇系统的功能配置，大多都是参照欧洲标准EN12186:2000《供气系统-传送和分输用气体调压站-功能要求》。对于选择配套的调压橇系统压力等级，与其配套使用的设备产品应满足相应的压力等级。调压橇系统的常见配置有：安全切断阀+安全切断阀+工作调压器设备；安全切断阀+工作调压器设备；安全切断阀+监控调压器设备+工作调压器设备；安全切断阀作为该系统的核心设备。
目前市场上有多种型号的紧急安全切断阀，有自力式、气动式等。如果招标的技术文件中没有特别指明具体要求，只考虑成本上，大多数厂家会选择气动紧急切断阀，该气动紧急切断阀需要调压站场配备仪表风或氮气瓶等作为外部动力源。而实际站场很少定期对仪表风设备和氮气瓶储罐进行定期的检测和检查剩余压力，这必将增加运营成本和风险因素。所以调压橇上的紧急安全切断阀首先推荐选用自力式的紧急安全切断阀。自力式紧急安全切断阀利用管道内的介质压力提供动力源，通过压力传感系统实时监控调压橇系统内的介质压力。
调压橇系统的安全性能是产品最为关键的考虑因素。在调压橇系统的核心设备中，最重要的设备是紧急安全切断阀。该紧急安全切断阀安装在调压橇系统的入口处，并且安装在调压器的上游。当管路系统中出现安全阀放散、监控调压器自动关闭等一系列安全措施动作（或失效）后，调压器的下游管路中的气体介质持续升高时，超过紧急安全切断阀的安全压力设定值时，阀门将会迅速切断上游来气。
因为各种原因造成调压器的下游气体介质的超压或亏压，达到设定值后都会引起切断阀的阀门切断动作。进而保护整个站场系统和设备的安全，它是管路系统的最后一道安全屏障。因此，对它的要求必须反应灵敏、切断迅速、可靠性高、抗外界干扰能力强。
三.紧急安全切断阀的性能选择
3.1紧急安全切断阀反应灵敏、切断迅速的性能，可以迅速有效的防止下游因超压发生爆炸或爆管等事故。若紧急安全切断阀反应不灵敏，到了设定压力不进行切断和不能迅速切断，高压力将会对下游设备造成损坏，酿成事故。
目前国内标准《城镇燃气切断阀和放散阀》CJ/T335-2010（一下简称标准）对紧急安全切断阀产品性能进行了规范。
（1）标准第6.1.6条对紧急安全切断阀切断压力精度等级AQ应符合表1的规定。
表1切断压力精度等级
切断压力精度按式（1）计算
式中：At—切断压力精度；
Pta—切断压力实际值；
Pts—切断压力设定值；
因介质的压力值不同，所以紧急安全切断阀的切断精度也各不相同，笔者通过国内各技术招标文件要求和国内外主要供应商的切断阀产品性能要求中总结出：压力值，0＜P≤1.0MPa时，切断阀的切断压力偏差范围±5%；压力值，1.0MPa＜P≤2.0MPa时,切断阀的切断压力偏差范围±2.5%；压力值，P＞2.0MPa时,切断阀的切断压力偏差范围±1%。
（2）标准第6.1.7规定紧急安全切断阀的响应时间应不大于2s。
因阀门的口径不一样，阀芯关闭行程不一样，所以对关闭时间的要求也不一样。笔者通过国内各技术招标文件要求和国内外主要供应商的切断阀产品性能要求中总结出：紧急安全切断阀的响应时间，当阀门公称尺寸在DN25～DN150时，响应时间不大于0.5s；DN200～DN400时，响应时间不大于1s；DN≥450时，响应时间不大于2s。
3.2紧急安全切断阀的可靠性高、抗外界干扰能力强性能，不仅可以保证管路系统的安全可靠，还可以避免产品因受到外界环境的振动等干扰，产品不该切断而产生误动作，造成经济损失。
（1）标准第6.2.8条规定的复位压差中的冲击载荷试验可以有效的检验产品的抗干扰性。
（2）标准第6.1.5条规定紧急切断阀切断后关闭元件与阀座之间的泄漏量不应大于表2的规定。
表2阀座泄漏量
笔者通过国内各橇装技术招标文件要求和国内外主要供应商的产品性能要求中总结出：紧急安全切断阀切断后关闭元件与阀座之间的密封泄漏要求，均比较苛刻，有些国外产品能达到零泄漏。一种新的阀座密封结构设计（图1），能使阀座密封达到零泄漏，并且该结构密封结构设计，具有防火的功能。该结构不但可以有效的确保切断后设备的安全，当现场出现火灾等事故，而且可以有效的防止事故扩大、蔓延。
图1：1、阀杆2、弹簧3、阀瓣体4、O型圈一5、阀体6、阀座7、阀瓣凸台8、六角锁紧螺母9、O型圈二10、O型圈三
四.结束语
紧急安全切断阀在调压橇系统中功能和性能选择，在遵循相关标准为基本原则的基础上，仍需根据项目实施的实际情况进行分析和配置。由于每个项目都具有其特殊性，技术方案和选择方法很难一概而论，需要在实践中，以安全为首要条件，研究分析技术参数，并充分考虑客户的需求，确定最佳的选择和配置方案。
作者简介：陈进出生年月：1986.9学历：本科职称：机械工程师2009年毕业后一直从事特种设备阀门设计与阀门标准编制研究。
参考文献：
[1]《能源发展“十三五”规划》；
[2]EN12186:2000《供气系统-传送和分输用气体调压站-功能要求》；
[3]CJ/T335-2010《城镇燃气切断阀和放散阀》；
[4]GB50028-2006《城镇燃气设计规范》。