氮气源控制柜流程优化

2022-09-10

按照《油气集输设计规范 (GB50251) 》中强制规定“进、出集气站的管线必须设置截断阀”的要求, 集气站进出口安装了紧急截断装置 (即截断阀) 。按照截断阀工作原理, 充足的氮气源是保证其正常运行的一个必要条件。氮气源控制柜 (以下简称氮气柜) 即是用来盛装高压氮气瓶, 并且将高压氮气减压后供给截断阀。目前集气站在用氮气柜有接四瓶氮气和两瓶氮气两种, 但两种的流程均一样, 都是一瓶使用, 其它备用。下面以两瓶装的氮气柜为例对其流程进行介绍。

1 氮气柜流程简介

针对单瓶氮气而言, 高压氮气瓶内氮气经瓶口角阀, 通过与软管连接的气瓶压力表、气瓶截止阀和单流阀到高压汇管, 然后再通过高压汇流压力表、高压汇流截止阀、减压阀、低压供气压力表、低压供气阀、截断阀前控制球阀为截断阀提供仪表风。各部件作用如下:

1.1 气瓶角阀:氮气瓶瓶口控制阀门。

1.2 高压软管:与氮气瓶出口连接。

1.3 气瓶压力表:显示气瓶压力。

1.4 气瓶截止阀:控制单个氮气瓶气流。

1.5 单流阀:更换氮气瓶时, 防止新瓶高压氮气倒流回低压氮气瓶内。

1.6 高压汇流压力表:显示汇流后的压力

1.7 高压汇流阀门:控制汇流后的氮气气流。

1.8 减压阀:将高压氮气减压至不高于0.8Mpa。

1.9 低压供气压力表:显示减压后的压力。

1.1.0低压供气阀:控制减压后的氮气气流。

2 优化前运行情况

现场工艺管线及截断阀均无漏气现象, 但在气温较低时, 氮气柜内各接点处易发生漏气。现目前的氮气柜流程比较复杂, 接点较多。从图2可以看出, 从氮气瓶出口到截断阀前控制球阀共有13处接点, 而每个接点至少有2-3个密封点, 由于材质受气温影响变化大, 导致各密封点处氮气漏失严重。由于氮气柜空间狭小, 员工验漏极不方便, 漏点不易发现, 即使发现了漏点整改也比较困难。而在整改漏点的同时对氮气源进行停运, 影响了截断阀的正常运行。

此外, 从氮气柜流程可以看出, 从单瓶氮气使用而言, 气瓶压力表和高压汇流压力表显示的均是同一瓶氮气的压力, 气瓶截止阀和高压汇流阀门先后控制气瓶的气流, 整个流程存在不必要的重复。

3 氮气柜流程优化措施

针对上述问题, 对氮气柜流程进行了优化和简化, 优化后的流程见图4。经优化后, 高压氮气瓶内氮气经瓶口角阀、高压软管直接连接到减压阀, 减压后的氮气直接为截断阀提供仪表风。气瓶气流直接由瓶口角阀控制, 气瓶压力由高压汇管压力显示, 减压阀减压后的压力依旧通过低压供气压力表显示。

4 优化前后对比

4.1从图5可以看出流程简化之后, 接点由原来的13处减少到8处, 绕开了不必要的接点, 使管路在热胀冷缩时自由延伸, 避免了密封处因固定拉伸失密而泄露。

4.2优化后气瓶压力监测由原来的两个减少到一个, 减少了压力表的使用。这就要求员工要加强日常巡检, 仔细观察减压前后的压力是否在正常范围之内。

5 效果评价

5.1 节约生产成本

柜流程进行优化改造以后, 氮气消耗量明显降低。流程优化后年消耗氮气相比之前下降60%。

5.2 降低交通风险

氮气瓶高度为1.26米, 皮卡车车槽的长度仅为1.10米, 故氮气瓶不能安全平放在皮卡车车槽内, 而必须做斜放置。拉运途中, 若路况不佳或出现急刹车, 氮气瓶可能从车槽中飞出, 撞击座位后排与车槽之间的玻璃, 造成车辆损坏, 甚至人员受伤。加之氮气瓶作为高压容器在拉运的过程中也存在一定的安全隐患。氮气消耗的减小, 减少了向集气站送氮气的次数, 变相减少了出车的频次, 降低了交通风险。