液化气充装压力波动问题的工艺优化

孟范悦

（中国石油大庆石化公司开发公司，黑龙江大庆163714））

液化气充装压力波动问题的工艺优化

孟范悦

（中国石油大庆石化公司开发公司，黑龙江大庆163714））

某石油液化气站气体充装时充装压力波动变化较大，充装作业时存在一定的安全隐患。对充装工艺流程进行改造，通过加入自立式调节阀来实现充装压力稳定，同时对环境温度计进行监测，合理选择排压间隔时间和排放量，解决了液化气充装压力波动问题。

液化气体；自立式调节阀；压力波动

某石油液化气站气体充装时压力指标设定值为1.2～1.6 MPa，装置安全阀压力设定值2.0 MPa［1］，由于上游原料压力经常出现波动，在压力过高时安全阀经常起跳，压力过低时无法进行充装作业。充装作业处于露天环境中，环境温度变化影响系统充装压力的变化，操作人员充装过程存在一定的安全隐患［2］。拟对工艺流程进行改造，通过加入自立式调节阀来实现充装压力的稳定［3］，同时在操作室内安装温度计监测环境温度［4］。改造前工艺流程见图1。

图1 改造前工艺流程

1 充装压力波动产生原因

（1）原料罐区同时为不同生产装置输送液化气体，某液化气站气体充装装置每d需求流量相对较少，同时受其它生产装置的启用与关闭影响较大，在其它生产装置不断的切换过程中形成了压力波动［5］。

（2）液化气站装置操作频率高（1只气瓶充装时间在15～45 s），8个充装口频繁的开与关，形成了小范围的压力波动。

（3）液化气站装置属于间歇式操作，为保证计量准确需要经常开关原料端入口阀门，由于阀门使用频繁，阀门出现内漏的机率升高，对阀门的严密性工艺又有一定的要求，所以满液的压力管道受温差影响形成压力变化。

2 解决方法

2.1 实时监测作业温度，选择排压间隔时间和排放量

气体管道满液后，若温度继续上升，管道内液体的膨胀会受到溶剂的限制处于受压状态，其膨胀量大大高于可压缩量，导致管道内压力骤然升高。操作人员通过对温度的记录，掌握一天内的温度差，是充装作业环节的一个重要参数。技术人员根据温度对压力的影响，合理制定每d的排压时间间隔和液化气体的排放量。

2.2 改造充装工艺、稳定充装压力

2.2.1 改造后的流程改造后的工艺流程见图2。

图2 改造后的工艺流程

由图2可见，在2个原料之间加入ZZYP-40B型自立式调节阀进行阀后压力控制，自立式调节阀与原来入口阀之间加入压力表（0～6 MPa）进行高压端压力监测。

2.2.2 自立式调节阀的稳压原理自立式调节阀的稳压原理见图3。

图3 自立式调节阀结构

从图3可以看出，液化气体充装工艺高压端压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为低压端压力P2；P2经过控制管线输入到执行器上部膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力；当低压端压力P2增加时，P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置及直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力平衡为止，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻变大，使P2降为设定值。

2.3 自立式调节阀选型

（1）自立式调节阀主要适用于没有腐蚀性且粘度低的液体、气体、蒸汽（最高温度可以达到300～350℃）等介质的控制；

（2）自立式调节阀本身是1个调节系统，阀本身有一定的压降要求，对阀后压力调节阀，为保证阀后压力在一定范围内，其阀前压力必须达到一定值；

（3）自立式调节阀输出力小，波纹管内外允许压差小，允许压差较其它普通控制阀要小。

2.4 自立式调节阀安装

（1）自立式调节阀应直立安装在水平压力管道上；

（2）取压点应取在离调节阀适当的位置，需大于6倍管道直径；

（3）调节阀四周要留有适当的空间，便于现场维修和操作；

3 应用效果

经检测系统间断式运行326 h，充装压力稳定，压力记录显示最大充装压力为1.55 MPa，最小充装压力为1.45 MPa，82次充装压力平均值1.5 MPa，符合预期设想，调节阀投入运行后，维修工作量减少，满足生产工艺的压力要求。自立式调节阀应用效果见表1。

表1 自立式调节阀应用效果/MPa

4 结束语

在易燃易爆场所应用自立式调节阀，无需任何外界能源，无需防爆设计，其安装方便、选型简单，能耗低，节约能源，能为企业创造更大的经济效益。通过在液化气体充装装置上应用自立式调节阀及依据作业环境温度，合理优化排压间隔时间和排放量，对液化气体的流量控制较好，提高了过程控制质量，消除了压力波动带来的安全隐患。

［1］王汉克.自力式阀在危险化学品领域应用的功能安全性与对策［J］.石油化工自动化，2017（1）：53-54.

［2］严一，王松田.自力式压力调节阀的特点及应用［J］.石油化工自动化，2004（4）：89-91.

［3］杨宏.自力式压力调节阀在特殊工况下的设计应用［J］.自动化与仪器仪表，2007（6）：62-65.

［4］率冉冉，董永武.自力式压力调节阀工作原理及其在石油工程中的应用［J］.石化技术，2015（10）：64-65.

［5］徐立新，安慧斌.自力式压力调节阀的改进［J］.煤气与热力，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

孟范悦，女，工程师，2007年毕业于大庆石油学院化学工程与工艺专业，现从事化工生产技术管理工作。