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分析容器连续监控以防止应力腐蚀技术交流

来源: 作者: 发布日期:2020-11-19 15:53:15

 30多年来,石勒苏益格-荷尔斯泰因瓦登海国家公园南部边缘的米特尔板块上已产生石油。

 
它非常初是用特制的船运到海岸的,但自2005年以来,这是通过tenkilometre不锈钢现场管道完成的。生产平台位于国家公园的沙洲上,这意味着要遵守非常严格的环境保护和安全规定。从开始就严格遵守这些规定已成为Mittelplate日常生活的一部分。
 
几乎连续监控以防止应力腐蚀
 
产生的油和水的混合物在生产平台本身上分为分离器。未用于驱动平台燃气轮机的气体经过压缩,然后注入到到达陆地站的现场管线中,在此再次分离并转移。它包含60%以上的甲烷,大约25%的轻烃(C2-C4)和大约6%的氮气以及少量腐蚀性气体,例如二氧化碳,氧气和含硫气体。在较高的浓度下,它们会引起不锈钢的应力腐蚀。任何涉及油气的泄漏都可能危害安全和环境。因此,监控管道是重中之重。
 
根据官方要求,必须定期检查载气的腐蚀性。在构造分析容器之前,每六个月通过手动测量进行一次。运营商Wintershall Dea Deutschland发现这是不够的。“载气的组合物可以在短期内发生变化,这取决于生产计划和分离条件。因此,我们希望建立一个频繁的监控流程”,温特豪斯德意志德国分公司荷斯坦石油生产部门的电气工程师Fabian Ehlers解释说。该项目的名称有点“笨拙”:“构建用于检测造成不锈钢腐蚀的成分的分析测量系统” 。
 
为此目的,于2012年订购了一种气体分析系统,并将其安装在Mittelplate上。但是,这种紫外光度法解决方案在功能和可靠性方面始终无法满足期望。
 
因此,在2015年,操作员进行了第二次尝试。气相色谱仪和电化学氧测量仪的组合旨在作为此分析任务的可靠解决方案。“对我们来说,从一个单一来源获得涵盖所有要求的完整解决方案非常重要”,Ehlers在描述目标时说道。
 
需要定制解决方案
关于Mittelplate维护工作的初步讨论:SaschaGölz,Fabian Ehlers和Werner Worringen(从左到右)。
横河电机分析解决方案市场经理Werner Worringen回忆说:“我们被视为分析解决方案的几种可能的供应商之一。” 经过初步讨论,于2015年夏季在Mittelplate上迅速安排了一次现场会议。他的同事SaschaGölz (分析解决方案服务工程师)非常初对狭窄的空间条件印象深刻。他说:“对我来说,很快我们就需要一个定制的分析容器,该容器应尽可能紧凑并且还可以承受恶劣的环境条件。” 仅仅几周后,当提交详细的整体报价时,从成本的角度来看,这也是很有吸引力的,Ehlers非常初感到惊讶:“横河电机开发了一种定制解决方案,并结合了自己的想法-一个主动倾听和思考的供应商。这就是非常终说服我们的原因。” 正如戈尔茨(Gölz)所强调的:“显然,我们的合作伙伴公司也为团队做出了重要贡献。”
 
同年,授予一份建造表面积仅为六平方米的分析容器的合同。2016年5月,该分析容器通过船运到生产平台并进行了安装。它的分析核心由日本公司的气相色谱仪,氧气测量装置和上游压缩机测量气体冷却器组成。
“与非常初的投标报价相反,我们用玻璃纤维增​​强塑料而不是特殊的耐腐蚀钢制成的容器是我们成功的基础”,Gölz解释说。这样就无需在安装容器顶盖时对Mittelplate进行任何复杂且昂贵的焊接工作,由于空间原因,必须在安装前将其删除。“我们的高度只有几厘米的回旋余地,”埃勒斯回忆道。
 
分析容器比钢制容器轻,并且不需要复杂的涂层。集成在容器顶部的板式热交换器与冷却回路相连,该冷却回路也用于生产平台的中央控制室,因此不需要电气气候控制系统。Worringen解释说:“这在采购和运营方面带来了进一步的成本优势,并节省了防爆投资。” 加热元件和用于超压通风的供气管道也集成在该屋顶中。
分析容器并在非常终位置保留氢气供应(在随附的容器中左侧)
 
四分钟周期内的精确测量值
等速测量气体采样探头可确保在载气管道中进行连续且有代表性的采样。气体通过加热的管道供应到分析容器。该分析系统已于2016年10月投入使用,已连接至Centum VP控制系统,该系统还具有安全仪表盘Prosafe RS控制器以支持该系统。它大约每四分钟提供一次精确的测量值。该分析部门还证明了其在海上环境下多年运营中的价值。它每年进行两次例行维护,主要涉及用于样品制备的过滤器元件和用于火焰光度检测器(FPD)的电解氢产生。由于后者采用非冗余设计,在连接到分析容器的机柜中,有两个50升的压缩气瓶作为备用溶液。这些气瓶可以连续运行约三个星期。
 
“这是横河电机的另一项建议。由于相关的后勤要求,我们非常初很关键。但事实证明,如果制氢机实际上发生故障,它将很有用。” Ehlers解释说。
在维护工作期间,还将使用标准气体混合物重新校准GC测量。所使用的填充柱非常坚固,已经使用了三年以上。除了本地工作外,Gölz还可在授权后通过VPN访问分析单元。他解释说:“这意味着我们可以与操作人员一起快速,轻松地解决较小的问题,而无需花很多钱去现场。”
 
持续改进和扩展
Gölz补充说:“即使系统正常运行,仍然有一些可以改进的地方。” 例如,非常初在样品制备区域中安装了气动的Teflon控制线,这在85°C的正常工作温度下不会造成任何问题。但是,这些连接已被金属管道所取代,以提供更高的耐高温性,而不会造成任何损坏,并提供更可靠的防泄漏保护。温度控制系统也得到了进一步改进。
 
出于职业安全和系统保护的原因,由容器中的超压通风引起的噪声水平具有破坏性。“尽管几乎没有人需要长时间在容器中工作(维护期间除了我以外,但我们还是找到了解决方案”),戈尔兹说。安装在空气供应管道中的另一个减压器将很快解决此问题。
 
组合式压缩机非常近也在Mittelplate上投入运行。它可以为涡轮机运行和纯注入现场管道提供载气压力水平。将来,该管道的单独气体供应也将通过久经考验的分析系统进行监控。为此已经安装了第二个采样设备。
 
根据运行状态,可以由控制系统激活和控制。“分析系统从设计一直到连续运行都使我们信服,该系统已经运行了几年。Ehlers总结了自己的经验,他说:“这种敏感的测量装置如此坚固,令人印象深刻。”

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