中国石油西气东输合肥管理处定远分输压气站 230000
摘要：RMG950指挥器本体及附属引压管在输气过程中会出现冷凝水的情况，特别是冬季，虽然也采取了电伴热和加保温棉包裹进行加热和保温等措施，但还是会出现冰冻的问题，严重时会导致调压器故障停输事件的发生，影响正常输气生产；本文针对凝水、结冰问题的成因进行了说明、剖析，以达到在设备操作、巡检、维护时提前发现初起故障现象，把故障处理在萌芽状态，变无计划的被动的抢修为有计划的主动的维护，提高输气设备的稳定性能，降低故障率，服务于输气生产；同时对于早期发现此类问题时的应对、处理给予了阐述，有很强的可操作性、实用性。
关键词：剖析 RMG 指挥器本体 引压管 冷凝水 结冰 原因
RMG调压系统是世界知名燃气调压品牌，被广泛应用于西气东输的输气场站，RMG调压系统以其稳定可靠的性能服务于城市燃气输配系统中，有着很好的质量口碑，但是该设备在使用过程中也会出现RMG950指挥器本体及附属引压管出现冷凝水的情况，特别是冬季，虽然也采取了电伴热和加保温棉包裹进行加热和保温等措施。但还是会出现冰冻的问题，严重时会导致调压器故障停输事件的发生，影响正常输气生产。
笔者有着多年的生产操作和维修经历，积累了一定的处理此类RMG指挥器凝水结冰问题的经验，对结冰、冰堵造成的危害深有体会，现对RMG950指挥器本体及附属管线外表面在输气过程中凝水结冰的原因予以说明、剖析，以达到在设备操作、巡检、维护维护时提前发现初期故障现象，变无计划的被动的抢修为有计划的主动的维护，提高输气设备的稳定性能，降低故障率，服务于输气生产。
进入故障剖析问题之前，先引入节流的概念、水化物形成的条件以及正常输气时，RMG512B型监控阀及950指挥器的正常输气工作流程，以便后续阅读、理解所述问题的原因：
节流的概念 节流是气体遇到压力突变引起温度急剧降低，甚至产生冰堵的现象。气体在节流处急剧产生压降，使气体很快膨胀，对外做功，而气体在极短时间的时间内来不及与外界发生热交换，近似可以看成为绝热膨胀，因此只能消耗气体自己的内能，对外做功，而内能与气体温度成正比，因此气体的温度也急剧降低。
用途：用节流降温可以除去天然气中的水和凝析油。
危害：容易产生水合物堵塞管道、仪表和设备。
水化物形成条件：
1、气体处于水汽过饱和状态或有液态水存在。
2、有足够高的压力或足够低的温度。
3、其他辅助条件：
a、压力波动。
b、流向突变产生搅动。
c、有晶体存在。
正常调压输气流程：上游来气通过指挥器过滤器905进入负载限制级喷嘴1的下部，通过调节螺钉，将喷嘴1打开，气流通过粉红管线，进入控制级的喷嘴2的下部，同时进入负载限制级的上腔，此时压力通过压力表显示。作为关闭负载限制级的动力气源，当压力达到设定关闭压力值即可关断负载限制级；通过控制级调节螺钉，打开喷嘴2，气管流通过绿色的开阀进气管线进入监控阀开阀气腔，从而打开主阀口，向下游供气；当下游压力达到设定压力后，下游气体通过黄的的关控制级指挥器进气管线进入控制级关阀上腔。从而关闭控制级，同时下游气体通过黄色的反馈管线，进入主阀上游关阀气腔，在主弹簧力的作用下。关闭主阀口。切断供气；特殊情况下为了减轻由于下游气流频繁波动导致调压阀膜片共振，通过节流针阀在一定范围内降低灵敏度：旋进针阀节流作用增大，灵敏度提高：旋出针阀节流作用减小，灵敏度降低。
综上所述正常输气流程下指挥器本体内和附属引压管的气流比较平稳，节流效应不明显，因此指挥器本体及附属管线是几乎不存在凝水和结冰现象。即使在当地最寒冷的冬季也只会在夜间气温最低时，指挥器本体及附属引压管的的外表面有极小面积的轻微的结霜现象，并且在白天温度回升会自行消除。在某种特殊工况条件下，为了保护由于下游压力频繁波动而使监控阀主膜片产生共振，从而可能导致对监控阀主膜片的过度伤害，采用旋出针阀、节流作用减小，灵敏度降低的方法来避免伤害，但是指挥器调压级内部的绿色开阀气体到黄色反馈管线通向下游的引压管，是存在节流的，指挥器本体及黄色反馈管线会随着节流针阀逐步开启会很快出现凝水或结冰现象，并且指挥器内部会出现凝液（凝水、凝析油），如果冬季气温较低时，长时间使用此流程进行供气就会出现水化物堵塞管线，严重时会产生停输事件，因此正常情况下不提倡用这种流程输气。
下面详细剖析指挥器本体及附属引压管出现凝水，结冰现象的原因。
1、正常输气时，当上游套筒轴向密封泄漏后，上游高压气体从泄漏处进入关阀气腔，通过黄色的反馈管线进入下游管道，气体在黄色的反馈管线内流速很快，反馈管线表面会很快出现凝水，在套筒轴向密封泄漏处存在剧烈的节流现象，产生的凝液会积存关阀气腔内，当外界气温很低时，反馈管线凝水会很快结冰，同时开阀气腔内的凝液在强烈的节流效应下会产生水化物，直至使监控阀主膜片动作受限制影响输气。
2、正常输气时，当下游套筒轴向密封泄漏后，进入开阀气腔内的开阀的绿色动力气将从下游套筒轴向密封泄漏处进入下游管线，此时指挥器将持续不断的降压节流供气，节流点在喷嘴1、喷嘴2出口及下游套筒轴向密封泄漏处，节流产生的凝液就积存在指挥器的负载限制级、调压级的腔内和开阀气腔内，由于指挥器本体、指挥器的进口引压管和开阀进气管的流速较快，所以指挥器本体及附属的进气引压管、绿色的开阀进气管外表面会很快凝水，当外界气温较低时会很快结冰，同时负载限制级、调压级的腔内及开阀气腔内的凝液在强烈的节流效应下会产生水化物，直至影响输气。
3、正常输气时，当膜片3出现裂纹时，本该通过绿的开阀引压管进入开阀气腔的动力气会通过裂纹进入指挥器调压级上腔通过下游反馈回来关闭调压级指挥器的黄色引压管线进入下游管线，裂纹节流处产生的凝液会聚集在指挥器调压级上腔及中腔，同时由于节流降温会使指挥器本体及下游反馈回来关闭调压级指挥器的附属黄色引压管外表面会有凝水出现，随着泄漏增大，节流程度的加剧或外界气温较低时，指挥器本体及黄色引压管线凝水会很快结冰，调压级上、中腔会产生水化物，堵塞管线，甚至使指挥器失灵打不开，影响正常输气。
4、正常输气时，当黑色的监控阀主膜片出现轻微裂纹时，此时开阀气体会经过绿色的开阀引压管从开阀气腔经过破裂的膜片裂纹处节流快速进入关阀气腔，在经过黄色的反馈管线进入下游管线，此时在节流处形成的积液会聚集在开、关阀的气腔内，指挥器本体及附属引压管外表面会出现凝水，随着主膜片裂纹加大，节流程度的加剧或外界气温较低时，指挥器本体及附属管线外表面凝水会很快结冰，同时开、关阀气腔内的凝液在强烈的节流效应下会产生水化物，直至使监控阀打不开、影响正常输气。
5、正常输气时，当膜片1出现裂纹时，高压气体从裂纹处节流后进入指挥器负载限制级下腔，通过黄的的反馈引压管进入下游管线，裂纹节流处产生的凝液会聚集在指挥器负载限制级下腔，同时由于节流降温会使指挥器本体及附属引压管外表面会有凝水出现，随着泄漏增大，节流程度的加剧或外界气温较低时，指挥器本体及附属管线凝水会很快结冰，负载限制级下腔会产生水化物，堵塞管线，甚至使指挥器失灵主阀打不开，影响正常输气。
综上所述，指挥器及发生初期故障时，本体及附属管线可以直观表现出可见的凝水，甚至结冰现象，相关引压管内同时伴有大小不等的气流声，而此时指挥器内部及引压管内正在发生剧烈的节流现象，并且正在不断地产生水及凝析油等液体、温度不断下降甚至产生水化物冰冻、从而堵塞管路，使密封件失效，直至指挥器性能失效。监控阀打不开产生停输事件。
处理问题的方法和建议：
虽然RMG指挥器和附属管线在使用过程中其外表面凝水、结冰的原因较多，最终都可能导致故障停输事件，但是只要在平时的巡检、操作、维护过程中仔细观察，了解其输气流程及其各部分的功能、作用，对照着外表面凝水、结冰的部位，透过表面现象看问题的本质和内在，是可以提前发现初起故障，把故障处理在萌芽状态的，下面就根据设备运行特点提出处理此类问题的方法：1、严格按照备件储备标准，根据实际需要备齐、备足易损件，以备不时之需；2、平时严格按照设备巡检、维护要求对设备进行保质保量的例行维护、保养可以有效地延长设备的使用寿命，确保其性能稳定；3、按照规程科学的维护保养设备，避免过度维护，，过度维护既是人力、物力、财力的浪费，还对设备有不必要的损耗和伤害；4、熟悉指挥器及其附属管线的性能，对于出现凝水、结冰的部位能够迅速、独立、准确的判断其产生的原因，确定具体的故障位置及易损件规格、名称，以利于提高工作效率，缩短设备故障停用时间；
参考文献：
(一)李士伦 等编著 天然气工程 2000.8（1）
(二)中国石油天然气集团公司职业技能鉴定指导中心 编 输气工 2013.7（1）
(三)李玉星 姚光镇 主编 输气管道设计与管理 2009.9（2）
论文作者:陈兵,,张振安,,孟庆保
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/11
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