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1、
分離器排液系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
摘要:在近幾年的運(yùn)行過程中,發(fā)現(xiàn)存在以下問題:一是金屬浮子流量計(jì)不適應(yīng)污水的大流量排放,污水?dāng)y天然氣沖擊導(dǎo)致流量計(jì)損壞。二是撬裝自動(dòng)排液裝置設(shè)備費(fèi)偏高。本文針對(duì)上述問題,分析分離器排液系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路,通過完善自動(dòng)排液系統(tǒng)設(shè)計(jì),達(dá)到降低建設(shè)投資的目的。
關(guān)鍵要:分離器;自動(dòng)排液系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)
由于當(dāng)前污水處理的站點(diǎn)大多使用自動(dòng)排放污水的技術(shù),在某種程度上緩解了排除污水的壓力,在金屬管道鋪平的運(yùn)行中,污水得到廣泛的處理。但是隨著該項(xiàng)技術(shù)廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)中,很多弊端也逐漸暴露出來。該項(xiàng)技術(shù)很難滿足大范圍的污水排放,而且長時(shí)間進(jìn)行處理,還可能造成設(shè)
2、備大范圍損壞,維修成本較高?,F(xiàn)今的污水處理工作已經(jīng)離不開分離器排液系統(tǒng),所以急需要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
一、排液系統(tǒng)簡介
自動(dòng)排液裝置主要由以下三部分組成:磁翻板液位計(jì)、控制箱、閥組撬裝系統(tǒng),其工作流程如下:液位下限所有閥門關(guān)閉浮球上升蓄水排水儀表風(fēng)進(jìn)入蓄水液位上限浮球下降切斷閥開啟電磁閥開啟排水浮球啟動(dòng)電磁閥圖1節(jié)電型自動(dòng)排液裝置工作流程圖自動(dòng)排液裝置的儀表風(fēng)管線、液位計(jì)、控制箱、閥門撬裝均使用了電熱帶進(jìn)行伴熱。并在其下游采用金屬管浮子流量計(jì)用以計(jì)量排放污水液量。就目前來講,主要的排液系統(tǒng)可以按照不同功能和性能,大致分成三類:機(jī)械式排液系統(tǒng):這類排液系統(tǒng)主要承擔(dān)對(duì)污水管道
3、的梳理功能,主要通過放氣閥和浮筒等設(shè)備進(jìn)行連接,在整體上有著容器自動(dòng)排液化的效果,這類機(jī)器明顯具有體積大的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)功能較為繁多復(fù)雜,承擔(dān)的任務(wù)量較重,必須在滿足污水處理工作維護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理液體的計(jì)量而且還要兼顧對(duì)系統(tǒng)整體的監(jiān)控功能,這類系統(tǒng)大多適用于大型的工程維護(hù)中,對(duì)于后期污水的處理工作,同時(shí)在監(jiān)控工作中占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì),可以說是比較兼顧的分離器排液系統(tǒng)。電控式排液系統(tǒng):這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是圍繞不同種類的電輸出信號(hào)對(duì)執(zhí)行門進(jìn)行屏蔽,能夠控制閥門在一段時(shí)間內(nèi)的開閉,這種獨(dú)特的系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致其能夠應(yīng)用在較為繁瑣的施工場(chǎng)地,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化排液,然而在該種系統(tǒng)沒有處在穩(wěn)定的電流環(huán)境中,電控式排液
4、系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)受到一定的阻礙,就比較容易發(fā)生事故。并且電控式系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)還較難實(shí)現(xiàn),不能在電動(dòng)執(zhí)行的閥門中進(jìn)行優(yōu)化。氣控式排液系統(tǒng):這種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就是在電容式和機(jī)械式排液系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,加以改進(jìn),完善了以上兩種系統(tǒng)的漏洞,更加符合安全生產(chǎn)的需求,在一定程度上也緩解了電控式排液系統(tǒng)的復(fù)雜性,能夠在施工進(jìn)行時(shí)進(jìn)行全面的運(yùn)轉(zhuǎn),并進(jìn)行液位調(diào)整。但是該種系統(tǒng)的設(shè)備成本較高,需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù),大大提高了生產(chǎn)成本,就目前來說應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如前兩種廣泛。
二、自動(dòng)排液系統(tǒng)存在的主要問題及優(yōu)化思路
對(duì)于自動(dòng)化排液系統(tǒng)的應(yīng)用,很多工程上都采用了這種自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)備,大大提高了生產(chǎn)效率,保護(hù)了周圍環(huán)境
5、,在人力物力上也有一定程度的節(jié)約。但是在自動(dòng)排液裝置投產(chǎn)運(yùn)行過程中,暴露出了一些問題,使生產(chǎn)受到一定程度的制約,總結(jié)歸納為以下三方面:(一)污水含雜質(zhì)較多,影響磁翻板液位計(jì)計(jì)量原因分析:一是在低溫工作環(huán)境下,排水孔道不能夠維持正常溫度的環(huán)境下,液位計(jì)發(fā)生凍堵現(xiàn)象,難以實(shí)現(xiàn)液位的調(diào)整;二是由于污水內(nèi)雜質(zhì)較多,在次孔道內(nèi)堵塞在一起,堆積后造成腔體內(nèi)徑變小,使浮子無法通過,排水孔道被嚴(yán)重堵塞,難以維持正常的生態(tài)計(jì)量,導(dǎo)致液位計(jì)讀數(shù)不準(zhǔn)確。優(yōu)化思路:一是緊貼液位計(jì)柱壁豎直纏繞4根電熱帶,電熱帶不能與液位計(jì)檢測(cè)桿和磁轉(zhuǎn)柱接觸,防止溫度過高損壞電子器件;二是定期對(duì)液位計(jì)進(jìn)行清洗,加裝雷達(dá)液位計(jì),使用PLC
6、系統(tǒng)對(duì)排液裝置進(jìn)行控制,可以在某種程度上降低對(duì)系統(tǒng)設(shè)備方面的要求,這對(duì)于簡單的污水處理優(yōu)化方面,能夠承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn),在整體的機(jī)械承擔(dān)角度,還能夠起到一定的緩沖作用。對(duì)于污水的處理效果也能夠在維持穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,關(guān)于設(shè)備的維護(hù)方面還是要按照規(guī)定的章程進(jìn)行,否則難以保證設(shè)備在該工程體制下能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。污水中所含雜質(zhì)也會(huì)按照系統(tǒng)內(nèi)壁孔道的優(yōu)化被排出來。能夠?qū)υ擃惖膬?yōu)化作用起到更好的效果,維持在穩(wěn)定的系統(tǒng)排除污水的范圍中。(二)金屬管浮子流量計(jì)不能適應(yīng)污水大流量排放原因分析:目前污水計(jì)量使用的金屬管浮子流量計(jì)是適用于低流速小流量的介質(zhì)測(cè)量。其設(shè)計(jì)量程為5m3/h,而實(shí)際應(yīng)用中,自動(dòng)排液撬屬于
7、間歇性排水,每秒排水達(dá)到5kg,遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)量程。污水的大流量排放,其內(nèi)部攜天然氣及較多雜質(zhì)對(duì)金屬浮子進(jìn)行沖擊,造成儀表故障、損壞,導(dǎo)致無法對(duì)污水排放量進(jìn)行精確計(jì)量。在金屬管符子的流量計(jì)算中,我們大致上也可以按照傳統(tǒng)的工程計(jì)量方式進(jìn)行處理,導(dǎo)致污水不能夠從該類大流量管道中排放,污水的進(jìn)程受到影響。優(yōu)化思路:使用渦街流量計(jì)計(jì)量污水見圖2,渦街流量計(jì)主要具有壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響的特點(diǎn)。對(duì)于流速波動(dòng)較大的排放工況適應(yīng)性更強(qiáng)。經(jīng)過對(duì)排液量的實(shí)測(cè),每秒最大排水量達(dá)到5kg。通過公式:M流量=V流速T計(jì)算得出,最大排水量為18m3/
8、h。按照實(shí)際最大值應(yīng)為儀表量程最大值的2/3,確定渦街流量計(jì)的量程范圍應(yīng)為0~24m3/h。(三)撬裝設(shè)備存在一定不適應(yīng)性且投資偏高DN25DN25DN50DN50DN50DN50DN50MHLLRCA圖3自動(dòng)排液散裝設(shè)備流程圖原因分析:一是自動(dòng)排液裝置儀表風(fēng)管線在較低溫度下易結(jié)冰凍堵;二是儀表風(fēng)中的雜質(zhì)易堵塞調(diào)壓閥或者電磁閥;三是自動(dòng)排液裝置的儀表風(fēng)接自站內(nèi)自用氣系統(tǒng),排液后就地放空,存在一定的安全隱患。對(duì)于整體環(huán)境中有一定的封堵作用,不能在安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行撬裝設(shè)備的完善,難以適應(yīng)工程建設(shè)的發(fā)展,對(duì)于儀表自動(dòng)化通風(fēng)設(shè)施的維護(hù)方面有著粗略的優(yōu)化作用,但是整體上來說并沒有太多的改進(jìn)。整體
9、的自動(dòng)化排液技術(shù)方面沒有過于明顯的優(yōu)化效果,對(duì)于整體的防爆技術(shù)方面仍然存在一定的漏洞。優(yōu)化思路:將自動(dòng)排液裝置由撬裝式改為散裝式見圖2,分離器液面上部的壓力最大可達(dá)7MPa,當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí),節(jié)流截止閥、氣動(dòng)閥和閘閥均處于開啟狀態(tài),當(dāng)分離器液位達(dá)到排液高點(diǎn)時(shí),電動(dòng)閥開啟,開始排液,液體經(jīng)節(jié)流截止閥限流降壓,經(jīng)氣動(dòng)閥和電動(dòng)閥后排至常壓污水罐,當(dāng)液位達(dá)到排液低點(diǎn)時(shí),電動(dòng)閥關(guān)閉。當(dāng)電動(dòng)閥出現(xiàn)故障,比如排液過程中,突然斷電,此時(shí)氣動(dòng)閥動(dòng)作,并切斷排液管路,防止高壓氣體排出。另外,設(shè)置旁通閥,可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排污。就可以在一定程度上降低自動(dòng)化處理的弊端,減少疏水閥的開閉效果,在整體的集中化控制中占有一定的優(yōu)
10、勢(shì)。電控式的集中化處理方式的體積較為龐大,對(duì)整體運(yùn)算的處理方面不夠完善,所以要結(jié)合手動(dòng)的電控系統(tǒng)設(shè)置,在聯(lián)動(dòng)氣控式裝配的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合。才能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求,在對(duì)應(yīng)的散裝式撬裝排液系統(tǒng)中保持一定的穩(wěn)定性,承擔(dān)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)分離器排液系統(tǒng)起到相當(dāng)?shù)膬?yōu)化作用。
三、散裝排液系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)
(一)散裝排液系統(tǒng)主要功能散裝排液系統(tǒng)主要由控制執(zhí)行單元、檢測(cè)單元組成,其功能如下:執(zhí)行單元功能:一是電動(dòng)切斷閥能實(shí)現(xiàn)間歇操作,根據(jù)PLC系統(tǒng)設(shè)定的高低液位聯(lián)鎖點(diǎn),打開/關(guān)閉電動(dòng)閥;二是氣動(dòng)單作用氣缸球閥作為輔助閥門,平時(shí)在全開狀態(tài),只在電動(dòng)閥故障狀態(tài)下由PLC系統(tǒng)控制動(dòng)作,根據(jù)設(shè)定的
11、高低液位聯(lián)鎖點(diǎn),打開/關(guān)閉氣動(dòng)控制閥;三是采用電動(dòng)切斷球閥與氣動(dòng)單作用氣缸球閥級(jí)聯(lián)這種方式,能盡量減小故障的發(fā)生,達(dá)到高可靠性的要求。檢測(cè)單元功能:一是選用雷達(dá)液位計(jì)實(shí)現(xiàn)液位遠(yuǎn)傳,進(jìn)入值班室控制系統(tǒng)顯示、報(bào)警、聯(lián)鎖,控制系統(tǒng)對(duì)液位精度要求較高,雷達(dá)液位計(jì)能夠達(dá)到要求,而磁浮子液位計(jì)精度不能達(dá)到系統(tǒng)要求,適合現(xiàn)場(chǎng)就地顯示。二是為避免自動(dòng)排液系統(tǒng)故障影響集氣站生產(chǎn),氣田已建站場(chǎng)均設(shè)置了手動(dòng)排液系統(tǒng)作為備用,當(dāng)雷達(dá)液位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí),可根據(jù)磁浮子液位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)液位指示進(jìn)行手動(dòng)排污。(二)散裝排液系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn):一是在故障狀態(tài)下,可快速切斷排液管路,安全性更高;二是采用電動(dòng)球閥作為主要切斷和開關(guān)閥門,
12、受污水內(nèi)雜質(zhì)沖擊影響較?。蝗菤鈩?dòng)單作用氣缸球閥作為緊急切斷閥,氣源來自氮?dú)鈿馄?,取消了接自站?nèi)自用氣系統(tǒng)的氣源管線,且開啟時(shí)氮?dú)饩偷胤趴諢o安全隱患;四是自動(dòng)排液裝置由撬裝改為散裝后,每套設(shè)備可節(jié)省投資6萬元,能夠在很大程度上節(jié)約成本,緩解排液裝置造成的壓力,對(duì)污水采取更加優(yōu)化的處理方式,在檢測(cè)單元上達(dá)到技術(shù)要求,降低液位故障,在維持氣田電站穩(wěn)定的情況下,按照對(duì)應(yīng)的指示方式進(jìn)行系統(tǒng)的整體性優(yōu)化。
四、結(jié)論
(一)自動(dòng)排液裝置在氣田應(yīng)用以來,能夠適應(yīng)氣田生產(chǎn)的需要。(二)針對(duì)生產(chǎn)中暴露的不適應(yīng)性,分別在污水計(jì)量裝置與撬裝式設(shè)計(jì)上做出優(yōu)化,技術(shù)可行,降投資效果明顯,可作為今后氣
13、田建設(shè)常規(guī)設(shè)計(jì)推廣。
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