高压加氢装置仪表选型安装设计中的分析

白俊强(中海沥青（营口）有限责任公司，辽宁营口115200)

高压加氢装置仪表选型安装设计中的分析

白俊强(中海沥青（营口）有限责任公司，辽宁营口115200)

为了分析高压加氢装置仪表选型安装设计过程中要点及问题，笔者针对高压调节阀的选型、计算、加氢装置联锁系统的设计及安装过程中的问题等进行了分析。

高压加氢装置仪表；选型安装设计；问题及对策

在进行高压加氢装置仪表设计安装过程中仪表选型及仪表安装属于最为主要及重要的问题，高压加氢装置仪表在选型安装方面具有行业内相关的设计规定及标准，但仪表选型及安装随着高压加氢装置操作温度、压力、工艺及工艺设备等影响变得更加特殊及复杂。为了减少高压加氢装置仪表专业工程设计人员在设计过程中出现的错误，本文将针对高压加氢装置仪表选型及安装设计的特殊性进行分析及探讨。

1 高压加氢装置仪表选型及计算

1.1 高压调节阀的选型

高压调节阀除在高粘度、高压差的场合使用角形阀之外，一般情况下均采用直通阀。直通阀选用流开方向，具有较好的稳定性，调节阀阀芯为正作用阀芯，侧进底出调节阀流向为流闭状态，底进侧出则刚好相反。调节阀泄漏等级依据标准ANSI/FCI 70-2或中国国家标准GB/T-4213，一般情况下选择ANSI IV级。调节阀气源压力应小于0.45MPa，重要的调节阀或无副线状态下的调节阀应设计侧装车轮。在遇到事故时调节阀仪表应处于安全的位置，为了避免或减少风事故对仪表产生的影响及带来的危险应增加调节阀的机械限位。在对噪音进行控制的过程中可以采用约束条件的原理对特殊阀芯设计防止汽蚀，消除空化作用，还可以选用低噪音控制阀降低噪音的污染及伤害，并根据IEC60534-8计算所得的工作噪声应≤85dB。调节阀的材质必须能够承受工艺介质的腐蚀，并且应符合工艺管道等级表的材料规定。各种材料的压力-温度等级必须符合ASME B16.34。在可能发生磨损或闪蒸的场合，调节阀阀芯材质必须采用相应的材质和处理方法。有气蚀的工况，需采用防气蚀结构。含有催化剂介质的调节阀阀内件应采用HRC硬度大于55的硬质耐磨材料（例如：440C等）。特别是含有硫化氢介质的工况，调节阀的材质应符合NACE MR0103标准的规定。阀门气动管路，采用不锈钢Tubing管。

1.2 高压调节阀的计算

按照调节阀的工艺条件数据来计算调节阀的CV值、工作噪声、阀门开度等，根据计算结果和工艺介质参数，综合考虑最大流量、最小流量、正常流量和调节品质等因素，确定调节阀的口径和阀芯内径。调节阀的口径不应小于DN25，除特殊情况外，不允许小于工艺管道直径缩径两级。调节阀的固有流量特性常见的有三种，等百分比、线性和快开，首选等百分比特性。具有等百分比流量特性的阀门可用于压力控制场合、大部分的压力降正常地由系统本身吸收而相对小部分留给控制阀的场合、以及预期有高度变化的压力降情况的场合。具有线性特性的阀门常常指定用于液位控制以及需要恒定增益的流体控制场合。有快开流量特性的控制阀常用于开/关场合。调节阀额定流量系数的选择应根据阀门的流量特性曲线决定，通常最小开度不宜低于10%，最大开度不宜超过90%。正常操作时，线性特性的调节阀开度应选择在40%～60%之间，等百分比特性的调节阀开度应选择在30%～75%之间。

2 加氢装置连锁系统的设计及安装过程中的问题

2.1 加氢装置连锁系统设计

在进行逻辑图设计过程中首先应对工艺正常时联锁输入、输出应采用的触点进行确定，工艺正常时常开触点或常闭触点与继电器并不是完全相同的。失电状态下断开的继电器触点为继电器的常开触点，失电状态下闭合的继电器触点为继电器的常闭触点，我国在进行加氢装置连锁系统设计过程中一般采用常开触点，一旦出现继电器正常断电的现象，可以通过继电器之间的转换常闭触点或常开触点型式与工艺正常时触点型式完全一致。

2.2 高压加氢装置仪表选型设计完成后安装过程中应注意的问题及事项

由于高压加氢装置具有易燃易爆、高温高压等炼油装置的特征及危险，为了防止出现人身安全事故在安装加氢装置的设计过程中应将安全性因素充分考虑进去。A.在进行等级压力表取源阀后应通过三通及截止阀设置压力表的泄压管线，对测量引线的安全泄压问题进行有力保障，避免人身安全事故的发生；B.压力取源部件一般采用3/4承插焊截止阀，若出现在仪表测量引线根部的踩踏事件，由于其坚韧性不容易被踩断，避免安全事故的出现；C.所有高压仪表测量引线放空管应加上管帽，防止高压仪表测量引线放空阀使用之后出现泄漏现象；D.选用法兰连接热电偶，为了减少焊口的数量应在工艺管道上开口焊接分支管，继而与热电偶配对法兰直接进行焊接，最后与热电偶进行连接，避免使用螺纹导致高温、高压、易燃及危害等带来的危险现象；E.在安装高压物位仪表的过程中应尽量减少高压设备上仪表开口的数量，保证高质量，为了避免设备与法兰连接的过程中出现误差导致无法安装的现象，应将物位连通管及浮筒进行连接，通过连通管弥补设备制造等因素引起的安装误差现象，保证安装的顺利进行。

3 结语

高压加氢装置由于操作温度较高、压力较大及工艺较为复杂等因素，若在较长周期安全生产过程中进行高压加氢装置仪表选型安装设计过程中应针对工艺设备、基础设计、工艺包设计、高温高压仪表等进行综合考虑，为了保证设计安装质量，应严格按照相关规范进行仪表的选型、安装等，保证高压加氢装置的安全性。

[1]卜锦海.高压加氢装置仪表选型安装设计中的若干问题[J].石油化工自动化,2001,01:3-10.

[2]曹锐.加氢装置热高压分离器底出口调节阀的选型[J].石油化工自动化,2011,04:56-59.