1 研究背景

榆林配气站主要负责苏里格第二处理厂和第四处理厂来气的转接、计量和外输任务。其中苏里格第二处理厂来气共计 9 路计量，并通过电磁流量计实现对气量的控制。改造前只有 2 路计量的电磁流量计作用方式是故障开，其余 7 路电磁流量计的作用方式均为故障关。电磁流量计的故障关断将直接影响榆林配气站正常转输天然气任务，严重时会造成上游系统超压导致大面积关井事故。为了保证天然气正常转输，需要对故障关的电磁流量计的作用方式改造为故障开，继而提升榆林配气站数字化控制系统的可靠性。因此本次改造的主要方向是改变电磁流量计的作用方式，满足现场生产需求，同时对改造效果做出评价。如何能够在不破坏电磁流量计功能完整性和可靠性的前提条件下，实现对电磁流量计的作用方式的改造是此次创新的关键之处 [1，2] 。

2 改造思路及方案实施

2.1 电磁流量计的结构和工作原理

2.1.1 电磁流量计的结构 榆林配气站计量管线流量

电磁流量计采用的是萨姆森 VETEC 旋转旋塞阀，同时加装R 型气动执行器（见图 1）。该阀的主要特点是自由通道，无死角，高压盖螺母，高压差控制，紧凑型设计和非常好的控制性能。同时 R 型执行器配有滚动隔膜和内部复位弹簧，可移动安装的活塞杆直接连接到阀轴的杠杆上。由于活塞杆的行程非常长，可实现高扭矩和非常精细的控制。特殊设计允许使用不同的旋转角度，可实现流量由小至**大的精确调节。

2.1.2 电磁流量计的工作原理 VETEC 电磁流量计的工作原理与普通气动电磁流量计的基本一致，阀由开到关的动作过程是，当控制系统输出开命令，指挥器接到命令后，打开气源控制阀，压缩空气进入气缸后，推动活塞，继而带动阀轴转动，直至将阀打开，此时弹簧处于完全压缩状态。同时可以根据控制系统输出的电流大小的不同，控制阀的开度，可实现流量的调节；阀由关到开的动作过程是，当控制系统给出关命令，指挥器接到命令后，关闭气源进气阀，同时打开气缸排气阀，此时弹簧开始复位，活塞杆带动阀轴转动，直至阀门关闭。

2.2 改造思路

2.2.1 方案的提出 通过对 VETEC 电磁流量计的基本结

构及工作原理的深入研究后，初步设想两套方案。方案一，给执行器加装额外的旋转限制机构，实现对阀门故障关闭的限制，即当控制系统命令丢失或者非正常停电，无法给指挥器输出命令时，弹簧将要复位带动阀门关闭，但是旋转限制机构将阻止弹簧的复位，阀门将保持在开状态；方案二，调整执行器的安装位置（见图2），改变原电磁流量计的作用方式，即，将故障关改造为故障开，控制系统程序改变为反向输出。当指挥器打开气源控制阀，气缸进气，带动阀门关闭。当指挥器关闭气源阀时，气缸排气，带动阀门关闭。

2.2.2 方案的可行性研究 从方案实施的困难性，安全性，可靠性，经济性等多方位对提出的两套方案进行可行性研究。对于方案一，虽然实现了阀门故障无法关闭，提高了工艺运行的安全性，但是也破坏了原电磁流量计流量调节的功能。当阀门被旋转限制机构限位后，指挥器无法实现对阀门的控制，阀位将会保持不动，如果需要进行流量调节，还需要人工去旋转手轮，增加了员工的劳动强度，且无法紧急关断电磁流量计；对于方案二，需要调整执行器的位置，并更改控制系统程序即可实现电磁流量计由故障开变为故障关。此改造过程，既保证了电磁流量计功能的完整性，又实现了预期目的。将两套方案对比可知（见表 1），方案二具有更高的可行性，因此本次技术创新采用方案二。

2.3 方案的实施

经科学论证确定了此次创新方案后，严格按照方案要求进行现场实施。具体步骤为：

（1）断开压缩空气连接；

（2）从定位器上取下凸轮板；

（3）拧下螺丝，脱开执行器臂和框架；

（4）从框架上取下执行器并安装在框架的另一边，取下密封套夹，将套夹向相反方向移动，并松开锁紧螺帽，以便拧上框架；

（5）将压缩空气送入执行器使执行器杆到达**大行程；

（6）在臂和框架上插入螺栓并用保持销钉锁住；

（7）将执行器中的压缩空气放掉；

（8）锁住防松螺帽，将波纹管推到框架上用密封套夹紧固；

（9）将凸轮放入并安装定位器；

（10）重新连接新的压缩空气管；

（11）调整定位器。

3 应用效果评价

通过本次改造，实现了苏里格第二处理厂来气全部计量管线电磁流量计故障开的作用方式，实际生产过程中运行良好。通过以下几方面来阐述电磁流量计阀位改造的应用效果。

（1）实施方法简单。只调整执行器，控制系统反向

输出就实现**终目的。

（2）提升安全可靠性。改造后大幅度提升了原阀的安全可靠性，不再出现阀门的非正常关断。

（3）经济性较高。实施过程以及**终效益都具有很高的经济性，不需要耗费任何资金就可以实现此次改造。

（4）保证功能完整性。本次改造未破坏原阀的功能，自改造后，该电磁流量计功能没有受到任何影响，运行流畅。

4 总结

目前大部分采气厂都采用 VETEC 电磁流量计，而且多数阀的作用方式是故障关。所以，本次创新技术在采气单位有很高的推广性，将会大幅度提高各采气单位天然气外输站的运行安全性，同时带来巨大的经济效益。