液化氣充裝壓力波動問題的工藝優化

孟范悅

（中國石油大慶石化公司開發公司，黑龍江大慶163714））

液化氣充裝壓力波動問題的工藝優化

孟范悅

（中國石油大慶石化公司開發公司，黑龍江大慶163714））

某石油液化氣站氣體充裝時充裝壓力波動變化較大，充裝作業時存在一定的安全隱患。對充裝工藝流程進行改造，通過加入自立式調節閥來實現充裝壓力穩定，同時對環境溫度計進行監測，合理選擇排壓間隔時間和排放量，解決了液化氣充裝壓力波動問題。

液化氣體；自立式調節閥；壓力波動

某石油液化氣站氣體充裝時壓力指標設定值為1.2～1.6 MPa，裝置安全閥壓力設定值2.0 MPa［1］，由于上游原料壓力經常出現波動，在壓力過高時安全閥經常起跳，壓力過低時無法進行充裝作業。充裝作業處于露天環境中，環境溫度變化影響系統充裝壓力的變化，操作人員充裝過程存在一定的安全隱患［2］。擬對工藝流程進行改造，通過加入自立式調節閥來實現充裝壓力的穩定［3］，同時在操作室內安裝溫度計監測環境溫度［4］。改造前工藝流程見圖1。

圖1 改造前工藝流程

1 充裝壓力波動產生原因

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

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

（3）液化氣站裝置屬于間歇式操作，為保證計量準確需要經常開關原料端入口閥門，由于閥門使用頻繁，閥門出現內漏的機率升高，對閥門的嚴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 實時監測作業溫度，選擇排壓間隔時間和排放量

氣體管道滿液后，若溫度繼續上升，管道內液體的膨脹會受到溶劑的限制處于受壓狀態，其膨脹量大大高于可壓縮量，導致管道內壓力驟然升高。操作人員通過對溫度的記錄，掌握一天內的溫度差，是充裝作業環節的一個重要參數。技術人員根據溫度對壓力的影響，合理制定每d的排壓時間間隔和液化氣體的排放量。

2.2 改造充裝工藝、穩定充裝壓力

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個原料之間加入ZZYP-40B型自立式調節閥進行閥后壓力控制，自立式調節閥與原來入口閥之間加入壓力表（0～6 MPa）進行高壓端壓力監測。

2.2.2 自立式調節閥的穩壓原理自立式調節閥的穩壓原理見圖3。

圖3 自立式調節閥結構

從圖3可以看出，液化氣體充裝工藝高壓端壓力P1經過閥芯、閥座后的節流后，變為低壓端壓力P2；P2經過控制管線輸入到執行器上部膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力；當低壓端壓力P2增加時，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降為設定值。

2.3 自立式調節閥選型

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

（2）自立式調節閥本身是1個調節系統，閥本身有一定的壓降要求，對閥后壓力調節閥，為保證閥后壓力在一定范圍內，其閥前壓力必須達到一定值；

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

2.4 自立式調節閥安裝

（1）自立式調節閥應直立安裝在水平壓力管道上；

（2）取壓點應取在離調節閥適當的位置，需大于6倍管道直徑；

（3）調節閥四周要留有適當的空間，便于現場維修和操作；

3 應用效果

經檢測系統間斷式運行326 h，充裝壓力穩定，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，符合預期設想，調節閥投入運行后，維修工作量減少，滿足生產工藝的壓力要求。自立式調節閥應用效果見表1。

表1 自立式調節閥應用效果/MPa

4 結束語

在易燃易爆場所應用自立式調節閥，無需任何外界能源，無需防爆設計，其安裝方便、選型簡單，能耗低，節約能源，能為企業創造更大的經濟效益。通過在液化氣體充裝裝置上應用自立式調節閥及依據作業環境溫度，合理優化排壓間隔時間和排放量，對液化氣體的流量控制較好，提高了過程控制質量，消除了壓力波動帶來的安全隱患。

［1］王漢克.自力式閥在危險化學品領域應用的功能安全性與對策［J］.石油化工自動化，2017（1）：53-54.

［2］嚴一，王松田.自力式壓力調節閥的特點及應用［J］.石油化工自動化，2004（4）：89-91.

［3］楊宏.自力式壓力調節閥在特殊工況下的設計應用［J］.自動化與儀器儀表，2007（6）：62-65.

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

［5］徐立新，安慧斌.自力式壓力調節閥的改進［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年畢業于大慶石油學院化學工程與工藝專業，現從事化工生產技術管理工作。