2 自控闸阀

高含硫化氢气田集气站场的放空管线采用自力液压闸板阀作为紧急放空阀。自力液压执行机构通过手动泵打压为蓄能器充压，通过远控电磁阀实现阀门的紧急开启。

2.1 阀门的材料

阀门的材料应符合NACE规范的要求，阀体采用锻钢，对钢材的化学成分进行抗硫限定，并保证其硬度不大于HRC22。与球阀类似，闸板的外表而以及阀体的内表而等直接接触硫化氢气体的部件，采用镍基合金堆焊处理。在阀座和闸板的密封而处采用碳化钨喷涂工艺进行表而硬化处理，提高了密封而的耐磨性能。

2.2 阀门的结构型式

为了保证阀门密封的严密性以及适合放空操作，选择带导流孔的平板闸阀，其内部结构如图4所示。

这种型式的闸阀是在表而非常光滑平整的闸板上开1个与管道内径相同尺寸的孔，阀座与闸板之间紧密贴合，在上游介质压力的作用下，实现阀门的密封。根据闸板上开孔位置的不同，分为正向闸板阀和反向闸板阀两种类型，图4为反向闸板阀，其开孔位置在闸板的上部。反向闸板阀的特点是闸板向下运动时阀门开启，如果导流孔内含有杂质，随着阀门的开启，杂质会被冲到下游，具有自清洁的功能。阀门在关闭状态时，阀杆的根部与阀盖之间有密封而，这种阀杆的倒密封可以辅助阀杆填料密封，防比阀杆处产生泄漏。

图4 带导流孔的平板闸阀结构示意

2.3 阀门的密封型式

阀杆的密封型式与球阀类似，采用唇式密封和石墨密封。阀座与闸板的密封采用金属对金属硬密封，阀座与阀体之间采用唇式密封。由于闸阀的密封是靠上游介质的压力将闸板压向下游阀座来实现的，不像球阀那样设有弹簧提供主动密封，所以闸阀的阀腔是与上游连通的，不需要考虑阀腔的压力泄放问题。

2.4 自力液压执行机构

自力液压执行机构不需要动力源，通过手摇泵驱动液压油压缩弹簧，使得阀门保持在开启或关闭状态。一旦检测到管线内的压力超高或超低，自力液压执行机构就会自动关闭或开启阀门，从而避免事故的发生。

2.4.1 工作原理

自力液压执行机构的工作原理如图5所示。图中除阀门和工艺管线外均为自力液压执行机构的组成部分，主要包括液压油储罐、手泵模块、压力表、蓄能器、手动复位阀、泄压阀、易熔塞、液压缸和弹簧缸等。电磁阀和压力先导阀为选配，可根据需要任选其一或两者都选。

图5 自力液压执行机构的工作原理示意

2 .4 .2 主要特点

1)执行机构通过先导阀检测管线的压力，管线的压力过高或过低，会触发执行机构动作。整个执行机构自成系统，不需要管线压力作为动力源，也不需要电源、气源等，适用于缺乏动力源的偏远地区。

2)操作介质为自带液压油，液压控制系统与生产介质不发生直接接触，可避免发生介质腐蚀。

3)采用易熔塞，在火灾发生时，可以自动触发阀门的紧急动作。

4)通过电磁阀和限位开关可以实现阀门的远控与阀位的显示。

3 结束语

高含硫化氢气田自控阀门的选型设计，主要需要考虑以下几个方面:

1)天然气中硫化氢和二氧化碳的腐蚀性，要求阀门的接液材质必须符合NACE规范的要求。

2)硫化氢的剧毒性，要求阀门的结构型式应尽量减少阀体的外部连接，减少潜在的泄漏点。

3)应重点考虑阀门的密封，包括阀杆密封、阀座密封、阀盖密封等，选择合适的密封型式和密封材料，避免发生泄漏事故。

4)由于气田采出气未经净化过滤处理，天然气中含有沙粒、硫磺等杂质，所以阀门的结构设计需要考虑耐脏污性，避免杂质损伤密封而或进入密封部件或弹簧中影响密封效果。

5）引紧急切断阀和紧急放空阀应选用故障安全型的执行机构，比如气动单作用执行机构、自力液压执行机构等，通过弹簧的复位实现阀门的动作，保证在事故状态下可以安全可靠地触发阀门动作。