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气液联动执行机构18问 — 【中阀小课堂】 NO.00998
1. 气液联动执行机构有哪些基本功能和控制方式？
气液联动执行机构的基本功能是开关阀门。气液执行机构的控制方式还包括：远程开关阀门，破管自动保护（锁定位），ESD紧急关断（锁定复位）。
在没有动力气或者动力气不足情况下就地手动液压泵开关阀门；在动力气达到要求时实现人工气动开关阀门。当管道压力或压降速率超过设定值时并达到阀门动作条件时，气液执行机构自动开关阀门。
2. 气液联动执行机构主要由哪几部分组成？
气液执行机构的组成部分：机械驱动机构，气液转换机构，流体控制单元（气体控制部分液体控制部分），以及电子控制单元。
各部分作用如下：
机械驱动机构：与阀门连接，接收液压动力，输出开关阀门所需的驱动扭矩；
气液转换单元（主要包括储气罐、气液罐）：执行器动作时将气源动力转换为液压动力；
流体控制单元：通过控制气液回路的通断，实现多种阀门开关方式；
电子控制单元：实时监测管道压力参数，紧急情况下执行自动切断，同时还具有人机交互，数据记录等功能。
3. 天然气管道上哪些地方需要安装气液联动？
紧急关断
破管保护、高低压关断
站场放空、站场旁通阀、进出口保护
双向远程控制
河道穿越阀室
代替大扭矩气动执行器、压缩机加载卸载保护
4. 为什么输气管道站场进出口需安装气液联动而非电动球阀？
场站进出口控制关系整个站场的安全，气液执行机构球阀控制功能齐全（紧急情况ESD、远程控制）。在站场起火或者断电紧急情况下，气液执行机构可以ESD动作关断进出站阀门，而电动球阀则会失效，无法保障安全。电动球阀事故状态下供电无法保证，无法保证安全。
5. 气液执行机构球阀和电动球阀在应用上有哪些差别？
气液执行机构球阀一般作为天然气干线阀门紧急关断，可以无需外部供电，开关时间迅速，对于场站等进出站阀门能够失电ESD动作，保护场站安全。
电动球阀开关时间较长，需要380VAC或者220VAC配置作为驱动电源才能工作，比较困难。但气液执行机构有排放，而电动球阀无排放。在长输管道干线阀门，场站进出阀门适合使用气液执行机构球阀；而在场站的工艺阀门等地方适合使用电动球阀。
6. 气液执行机构与直接气驱执行器的差别？
气液执行机构执行器输出扭矩大，功能齐全；直接气驱扭矩较小，功能单一。
直接气驱动利用气直接驱动液压，油作不平稳，对动力气要求高，成本比气液执行机构低20-30%。多用于单作用。
7. 气液联动与气动执行器的应用有什么不同？
气液执行机构需要高压动力气源作为动力，可配套多种控制功能，在失电失气时保持或者关断阀门，实为双作用执行器；
气动执行器采用低压气（管线取气调压或者压缩空气）作为动力，具有双作用和单作用形式。
8. 什么是气液执行机构的ESD控制功能？
ESD英文Emergency Shutdown，意为紧急关断，即在紧急情况发生时，实现系统保护，使气液执行机构处于故障安全位置。
气液执行机构的单一ESD，指气液执行机构紧急动作时只涉及本身一个设备；另外ESD联锁将气液执行机构作为其中一个控制对象，动作时会对整个系统实现保护。
使用条件：持续稳供24VDC电源；动力气源。
9. 为什么在站场的气液执行机构球阀的控制方式需要增加ESD功能？
站场的进出站球阀配备ESD功能，当站场发生火灾或者其他紧急事故时，保护整个站场的安全。
10. 气液执行机构能否实现单作用气动执行器的失电失气关的功能？
可以实现。通过气路控制的控制，当失电或者失气时，先导气排出，即可完成失电失气关（Fail Close）的功能。
11. 气液执行机构能否实现ESD和远程开关阀门？
可以同时配置ESD和远程开关阀门功能。
ESD功能通常为失电动作，同时系统锁定需要现场复位，适用于紧急情况下的保护；远程开关等同于将就地气动远程化，可以不用在现场即可完成阀门的开关动作功能。
12. 气液执行机构选型需用户提供哪些基本数据？
1. 环境条件：温度和地理位置
2. 现场条件：电源情况、气质组份
3. 管道运行压力波动范围
4. 功能要求：破管保护、远程开关、ESD紧急截断、部分行程测试等
13. 气液执行机构选型需阀门供应商提供哪些基本数据？
1. 阀门尺寸
2. 阀门压力等级
3. 阀门在管道运行最高、最低压下的开启扭矩
4. 阀杆最大承受扭矩
14. 为什么推荐使用大于1.7倍安全系数选型？
气液执行器长期处于开阀状态，长时间不动作，阀球与管道密封处会累积大量杂质，且由于地面的沉降，管道、阀门的变形，初始扭矩会变得很大。此时，1.5倍的安全系数无法保证阀门能够可靠动作，所以在条件允许的情况下，最好选用安全系数较高的执行机构配置（安全系数＞1.7倍）。
15. 什么情况下需要给气液执行机构配置限扭矩装置？
当管道运行的高低压差较大，选型保证了低压时足够的安全系数，高压时却超过了执行器或者阀杆承受扭矩时，此时须配置限扭矩装置。其作用是：当动作阀门到位，压力达到设定的起跳压力时，限扭矩装置可阻塞进气，排出气液罐内的动力气，达到限制扭矩的作用。
16. 什么情况下考虑采用氮气作为气液执行机构动力气源？
1. 管道气不可取用（如高含硫，焦煤气等）时
2. 天然气管道含水量较大且可能造成系统冰堵时
3. 管线压力超低（0.5MPa以下）时
4. 输油管道
氮气属于惰性气体，无害，含水量低，作为执行器动力气源安全可靠；其缺点是需要更换氮气瓶组，增加了更换和维护的工作量，而且对气动部件的零泄漏要求高。
17. 什么是气液执行机构PST部分行程测试功能？
在不影响管线输气的前提下，通过PST可以实现阀门自动关闭10~15°（可调）再自动回到全开位置的测试，防止阀门因常年不动作带来的潜在风险，提高管道运营的安全性。
18. 什么情况下需要给气液执行机构配置调压阀？
当从管道直接取气压力过高，或采用氮气瓶供气时，都需要配置调压阀。
调压阀作用是调节进入气液联动执行器的动力气压力，保障执行器输出扭矩的安全性和可靠性。
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