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分析容器連續監控以防止應力腐蝕技術交流

來源: 作者: 發布日期:2020-11-19 15:53:15

 30多年來,石勒蘇益格-荷爾斯泰因瓦登海國家公園南部邊緣的米特爾板塊上已產生石油。

 
它非常初是用特制的船運到海岸的,但自2005年以來,這是通過tenkilometre不銹鋼現場管道完成的。生產平臺位于國家公園的沙洲上,這意味著要遵守非常嚴格的環境保護和安全規定。從開始就嚴格遵守這些規定已成為Mittelplate日常生活的一部分。
 
幾乎連續監控以防止應力腐蝕
 
產生的油和水的混合物在生產平臺本身上分為分離器。未用于驅動平臺燃氣輪機的氣體經過壓縮,然后注入到到達陸地站的現場管線中,在此再次分離并轉移。它包含60%以上的甲烷,大約25%的輕烴(C2-C4)和大約6%的氮氣以及少量腐蝕性氣體,例如二氧化碳,氧氣和含硫氣體。在較高的濃度下,它們會引起不銹鋼的應力腐蝕。任何涉及油氣的泄漏都可能危害安全和環境。因此,監控管道是重中之重。
 
根據官方要求,必須定期檢查載氣的腐蝕性。在構造分析容器之前,每六個月通過手動測量進行一次。運營商Wintershall Dea Deutschland發現這是不夠的。“載氣的組合物可以在短期內發生變化,這取決于生產計劃和分離條件。因此,我們希望建立一個頻繁的監控流程”,溫特豪斯德意志德國分公司荷斯坦石油生產部門的電氣工程師Fabian Ehlers解釋說。該項目的名稱有點“笨拙”:“構建用于檢測造成不銹鋼腐蝕的成分的分析測量系統” 。
 
為此目的,于2012年訂購了一種氣體分析系統,并將其安裝在Mittelplate上。但是,這種紫外光度法解決方案在功能和可靠性方面始終無法滿足期望。
 
因此,在2015年,操作員進行了第二次嘗試。氣相色譜儀和電化學氧測量儀的組合旨在作為此分析任務的可靠解決方案。“對我們來說,從一個單一來源獲得涵蓋所有要求的完整解決方案非常重要”,Ehlers在描述目標時說道。
 
需要定制解決方案
關于Mittelplate維護工作的初步討論:SaschaGölz,Fabian Ehlers和Werner Worringen(從左到右)。
橫河電機分析解決方案市場經理Werner Worringen回憶說:“我們被視為分析解決方案的幾種可能的供應商之一。” 經過初步討論,于2015年夏季在Mittelplate上迅速安排了一次現場會議。他的同事SaschaGölz (分析解決方案服務工程師)非常初對狹窄的空間條件印象深刻。他說:“對我來說,很快我們就需要一個定制的分析容器,該容器應盡可能緊湊并且還可以承受惡劣的環境條件。” 僅僅幾周后,當提交詳細的整體報價時,從成本的角度來看,這也是很有吸引力的,Ehlers非常初感到驚訝:“橫河電機開發了一種定制解決方案,并結合了自己的想法-一個主動傾聽和思考的供應商。這就是非常終說服我們的原因。” 正如戈爾茨(Gölz)所強調的:“顯然,我們的合作伙伴公司也為團隊做出了重要貢獻。”
 
同年,授予一份建造表面積僅為六平方米的分析容器的合同。2016年5月,該分析容器通過船運到生產平臺并進行了安裝。它的分析核心由日本公司的氣相色譜儀,氧氣測量裝置和上游壓縮機測量氣體冷卻器組成。
“與非常初的投標報價相反,我們用玻璃纖維增​​強塑料而不是特殊的耐腐蝕鋼制成的容器是我們成功的基礎”,Gölz解釋說。這樣就無需在安裝容器頂蓋時對Mittelplate進行任何復雜且昂貴的焊接工作,由于空間原因,必須在安裝前將其刪除。“我們的高度只有幾厘米的回旋余地,”埃勒斯回憶道。
 
分析容器比鋼制容器輕,并且不需要復雜的涂層。集成在容器頂部的板式熱交換器與冷卻回路相連,該冷卻回路也用于生產平臺的中央控制室,因此不需要電氣氣候控制系統。Worringen解釋說:“這在采購和運營方面帶來了進一步的成本優勢,并節省了防爆投資。” 加熱元件和用于超壓通風的供氣管道也集成在該屋頂中。
分析容器并在非常終位置保留氫氣供應(在隨附的容器中左側)
 
四分鐘周期內的精確測量值
等速測量氣體采樣探頭可確保在載氣管道中進行連續且有代表性的采樣。氣體通過加熱的管道供應到分析容器。該分析系統已于2016年10月投入使用,已連接至Centum VP控制系統,該系統還具有安全儀表盤Prosafe RS控制器以支持該系統。它大約每四分鐘提供一次精確的測量值。該分析部門還證明了其在海上環境下多年運營中的價值。它每年進行兩次例行維護,主要涉及用于樣品制備的過濾器元件和用于火焰光度檢測器(FPD)的電解氫產生。由于后者采用非冗余設計,在連接到分析容器的機柜中,有兩個50升的壓縮氣瓶作為備用溶液。這些氣瓶可以連續運行約三個星期。
 
“這是橫河電機的另一項建議。由于相關的后勤要求,我們非常初很關鍵。但事實證明,如果制氫機實際上發生故障,它將很有用。” Ehlers解釋說。
在維護工作期間,還將使用標準氣體混合物重新校準GC測量。所使用的填充柱非常堅固,已經使用了三年以上。除了本地工作外,Gölz還可在授權后通過VPN訪問分析單元。他解釋說:“這意味著我們可以與操作人員一起快速,輕松地解決較小的問題,而無需花很多錢去現場。”
 
持續改進和擴展
Gölz補充說:“即使系統正常運行,仍然有一些可以改進的地方。” 例如,非常初在樣品制備區域中安裝了氣動的Teflon控制線,這在85°C的正常工作溫度下不會造成任何問題。但是,這些連接已被金屬管道所取代,以提供更高的耐高溫性,而不會造成任何損壞,并提供更可靠的防泄漏保護。溫度控制系統也得到了進一步改進。
 
出于職業安全和系統保護的原因,由容器中的超壓通風引起的噪聲水平具有破壞性。“盡管幾乎沒有人需要長時間在容器中工作(維護期間除了我以外,但我們還是找到了解決方案”),戈爾茲說。安裝在空氣供應管道中的另一個減壓器將很快解決此問題。
 
組合式壓縮機非常近也在Mittelplate上投入運行。它可以為渦輪機運行和純注入現場管道提供載氣壓力水平。將來,該管道的單獨氣體供應也將通過久經考驗的分析系統進行監控。為此已經安裝了第二個采樣設備。
 
根據運行狀態,可以由控制系統激活和控制。“分析系統從設計一直到連續運行都使我們信服,該系統已經運行了幾年。Ehlers總結了自己的經驗,他說:“這種敏感的測量裝置如此堅固,令人印象深刻。”

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