液化氣充裝壓力波動(dòng)問題的工藝優(yōu)化

孟范悅

（中國(guó)石油大慶石化公司開發(fā)公司，黑龍江大慶163714））

液化氣充裝壓力波動(dòng)問題的工藝優(yōu)化

孟范悅

（中國(guó)石油大慶石化公司開發(fā)公司，黑龍江大慶163714））

某石油液化氣站氣體充裝時(shí)充裝壓力波動(dòng)變化較大，充裝作業(yè)時(shí)存在一定的安全隱患。對(duì)充裝工藝流程進(jìn)行改造，通過加入自立式調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)充裝壓力穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)環(huán)境溫度計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，合理選擇排壓間隔時(shí)間和排放量，解決了液化氣充裝壓力波動(dòng)問題。

液化氣體；自立式調(diào)節(jié)閥；壓力波動(dòng)

某石油液化氣站氣體充裝時(shí)壓力指標(biāo)設(shè)定值為1.2～1.6 MPa，裝置安全閥壓力設(shè)定值2.0 MPa［1］，由于上游原料壓力經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)，在壓力過高時(shí)安全閥經(jīng)常起跳，壓力過低時(shí)無法進(jìn)行充裝作業(yè)。充裝作業(yè)處于露天環(huán)境中，環(huán)境溫度變化影響系統(tǒng)充裝壓力的變化，操作人員充裝過程存在一定的安全隱患［2］。擬對(duì)工藝流程進(jìn)行改造，通過加入自立式調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)充裝壓力的穩(wěn)定［3］，同時(shí)在操作室內(nèi)安裝溫度計(jì)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度［4］。改造前工藝流程見圖1。

圖1 改造前工藝流程

1 充裝壓力波動(dòng)產(chǎn)生原因

（1）原料罐區(qū)同時(shí)為不同生產(chǎn)裝置輸送液化氣體，某液化氣站氣體充裝裝置每d需求流量相對(duì)較少，同時(shí)受其它生產(chǎn)裝置的啟用與關(guān)閉影響較大，在其它生產(chǎn)裝置不斷的切換過程中形成了壓力波動(dòng)［5］。

（2）液化氣站裝置操作頻率高（1只氣瓶充裝時(shí)間在15～45 s），8個(gè)充裝口頻繁的開與關(guān)，形成了小范圍的壓力波動(dòng)。

（3）液化氣站裝置屬于間歇式操作，為保證計(jì)量準(zhǔn)確需要經(jīng)常開關(guān)原料端入口閥門，由于閥門使用頻繁，閥門出現(xiàn)內(nèi)漏的機(jī)率升高，對(duì)閥門的嚴(yán)密性工藝又有一定的要求，所以滿液的壓力管道受溫差影響形成壓力變化。

2 解決方法

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)溫度，選擇排壓間隔時(shí)間和排放量

氣體管道滿液后，若溫度繼續(xù)上升，管道內(nèi)液體的膨脹會(huì)受到溶劑的限制處于受壓狀態(tài)，其膨脹量大大高于可壓縮量，導(dǎo)致管道內(nèi)壓力驟然升高。操作人員通過對(duì)溫度的記錄，掌握一天內(nèi)的溫度差，是充裝作業(yè)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要參數(shù)。技術(shù)人員根據(jù)溫度對(duì)壓力的影響，合理制定每d的排壓時(shí)間間隔和液化氣體的排放量。

2.2 改造充裝工藝、穩(wěn)定充裝壓力

2.2.1 改造后的流程改造后的工藝流程見圖2。

圖2 改造后的工藝流程

由圖2可見，在2個(gè)原料之間加入ZZYP-40B型自立式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行閥后壓力控制，自立式調(diào)節(jié)閥與原來入口閥之間加入壓力表（0～6 MPa）進(jìn)行高壓端壓力監(jiān)測(cè)。

2.2.2 自立式調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)壓原理自立式調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)壓原理見圖3。

圖3 自立式調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)

從圖3可以看出，液化氣體充裝工藝高壓端壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)榈蛪憾藟毫2；P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器上部膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥后壓力；當(dāng)?shù)蛪憾藟毫2增加時(shí)，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置及直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力平衡為止，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，使P2降為設(shè)定值。

2.3 自立式調(diào)節(jié)閥選型

（1）自立式調(diào)節(jié)閥主要適用于沒有腐蝕性且粘度低的液體、氣體、蒸汽（最高溫度可以達(dá)到300～350℃）等介質(zhì)的控制；

（2）自立式調(diào)節(jié)閥本身是1個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，閥本身有一定的壓降要求，對(duì)閥后壓力調(diào)節(jié)閥，為保證閥后壓力在一定范圍內(nèi)，其閥前壓力必須達(dá)到一定值；

（3）自立式調(diào)節(jié)閥輸出力小，波紋管內(nèi)外允許壓差小，允許壓差較其它普通控制閥要小。

2.4 自立式調(diào)節(jié)閥安裝

（1）自立式調(diào)節(jié)閥應(yīng)直立安裝在水平壓力管道上；

（2）取壓點(diǎn)應(yīng)取在離調(diào)節(jié)閥適當(dāng)?shù)奈恢?，需大?倍管道直徑；

（3）調(diào)節(jié)閥四周要留有適當(dāng)?shù)目臻g，便于現(xiàn)場(chǎng)維修和操作；

3 應(yīng)用效果

經(jīng)檢測(cè)系統(tǒng)間斷式運(yùn)行326 h，充裝壓力穩(wěn)定，壓力記錄顯示最大充裝壓力為1.55 MPa，最小充裝壓力為1.45 MPa，82次充裝壓力平均值1.5 MPa，符合預(yù)期設(shè)想，調(diào)節(jié)閥投入運(yùn)行后，維修工作量減少，滿足生產(chǎn)工藝的壓力要求。自立式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用效果見表1。

表1 自立式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用效果/MPa

4 結(jié)束語(yǔ)

在易燃易爆場(chǎng)所應(yīng)用自立式調(diào)節(jié)閥，無需任何外界能源，無需防爆設(shè)計(jì)，其安裝方便、選型簡(jiǎn)單，能耗低，節(jié)約能源，能為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。通過在液化氣體充裝裝置上應(yīng)用自立式調(diào)節(jié)閥及依據(jù)作業(yè)環(huán)境溫度，合理優(yōu)化排壓間隔時(shí)間和排放量，對(duì)液化氣體的流量控制較好，提高了過程控制質(zhì)量，消除了壓力波動(dòng)帶來的安全隱患。

［1］王漢克.自力式閥在危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域應(yīng)用的功能安全性與對(duì)策［J］.石油化工自動(dòng)化，2017（1）：53-54.

［2］嚴(yán)一，王松田.自力式壓力調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)及應(yīng)用［J］.石油化工自動(dòng)化，2004（4）：89-91.

［3］楊宏.自力式壓力調(diào)節(jié)閥在特殊工況下的設(shè)計(jì)應(yīng)用［J］.自動(dòng)化與儀器儀表，2007（6）：62-65.

［4］率冉冉，董永武.自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理及其在石油工程中的應(yīng)用［J］.石化技術(shù)，2015（10）：64-65.

［5］徐立新，安慧斌.自力式壓力調(diào)節(jié)閥的改進(jìn)［J］.煤氣與熱力，2003（3）：158-159.

Process optimization for preventing liquefied gas filling pressure fluctuation

Meng Fanyue
（Development Company of PetroChina Daqing Petrochemical Company,Daqing 163714,China）

In a liquefied petroleum gas station,the pressure fluctuation was high during gas filling,a certain degree of potential safety hazard existed during filling operation.Modification was made to the filling process.By adding self-regulating valves to realized filling pressure stability,monitoring the environmental thermometers and reasonable selection of pressure discharge intervals and emission amount,the problem of liquefied gas filling pressure fluctuation was solved.

liquefied gas;self-regulating valve;pressure fluctuation

F276.44

B

1671-4962（2017）06-0038-02

2017-10-10

孟范悅，女，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。