氮氣源控制柜流程優化

錢龍 杜鵬 王小麗 杜金虎 田建寧（長慶油田分公司第一采氣廠，陜西 榆林 718500）

按照《油氣集輸設計規范（GB50251）》中強制規定“進、出集氣站的管線必須設置截斷閥”的要求，集氣站進出口安裝了緊急截斷裝置（即截斷閥）。按照截斷閥工作原理，充足的氮氣源是保證其正常運行的一個必要條件。氮氣源控制柜（以下簡稱氮氣柜）即是用來盛裝高壓氮氣瓶，并且將高壓氮氣減壓后供給截斷閥。目前集氣站在用氮氣柜有接四瓶氮氣和兩瓶氮氣兩種，但兩種的流程均一樣，都是一瓶使用，其它備用。下面以兩瓶裝的氮氣柜為例對其流程進行介紹。

1 氮氣柜流程簡介

針對單瓶氮氣而言，高壓氮氣瓶內氮氣經瓶口角閥，通過與軟管連接的氣瓶壓力表、氣瓶截止閥和單流閥到高壓匯管，然后再通過高壓匯流壓力表、高壓匯流截止閥、減壓閥、低壓供氣壓力表、低壓供氣閥、截斷閥前控制球閥為截斷閥提供儀表風。各部件作用如下：

1.1 氣瓶角閥：氮氣瓶瓶口控制閥門。

1.2 高壓軟管：與氮氣瓶出口連接。

1.3 氣瓶壓力表：顯示氣瓶壓力。

1.4 氣瓶截止閥：控制單個氮氣瓶氣流。

1.5 單流閥：更換氮氣瓶時，防止新瓶高壓氮氣倒流回低壓氮氣瓶內。

1.6 高壓匯流壓力表：顯示匯流后的壓力

1.7 高壓匯流閥門：控制匯流后的氮氣氣流。

1.8 減壓閥：將高壓氮氣減壓至不高于0.8Mpa。

1.9 低壓供氣壓力表：顯示減壓后的壓力。

1.1.0 低壓供氣閥：控制減壓后的氮氣氣流。

2 優化前運行情況

現場工藝管線及截斷閥均無漏氣現象，但在氣溫較低時，氮氣柜內各接點處易發生漏氣。現目前的氮氣柜流程比較復雜，接點較多。從圖2可以看出，從氮氣瓶出口到截斷閥前控制球閥共有13處接點，而每個接點至少有2-3個密封點，由于材質受氣溫影響變化大，導致各密封點處氮氣漏失嚴重。由于氮氣柜空間狹小，員工驗漏極不方便，漏點不易發現，即使發現了漏點整改也比較困難。而在整改漏點的同時對氮氣源進行停運，影響了截斷閥的正常運行。

此外，從氮氣柜流程可以看出，從單瓶氮氣使用而言，氣瓶壓力表和高壓匯流壓力表顯示的均是同一瓶氮氣的壓力，氣瓶截止閥和高壓匯流閥門先后控制氣瓶的氣流，整個流程存在不必要的重復。

3 氮氣柜流程優化措施

針對上述問題，對氮氣柜流程進行了優化和簡化，優化后的流程見圖4。經優化后，高壓氮氣瓶內氮氣經瓶口角閥、高壓軟管直接連接到減壓閥，減壓后的氮氣直接為截斷閥提供儀表風。氣瓶氣流直接由瓶口角閥控制，氣瓶壓力由高壓匯管壓力顯示，減壓閥減壓后的壓力依舊通過低壓供氣壓力表顯示。

4 優化前后對比

4.1 從圖5可以看出流程簡化之后，接點由原來的13處減少到8處，繞開了不必要的接點，使管路在熱脹冷縮時自由延伸，避免了密封處因固定拉伸失密而泄露。

4.2 優化后氣瓶壓力監測由原來的兩個減少到一個，減少了壓力表的使用。這就要求員工要加強日常巡檢，仔細觀察減壓前后的壓力是否在正常范圍之內。

5 效果評價

5.1 節約生產成本

柜流程進行優化改造以后，氮氣消耗量明顯降低。流程優化后年消耗氮氣相比之前下降60%。

5.2 降低交通風險

氮氣瓶高度為1.26米，皮卡車車槽的長度僅為1.10米，故氮氣瓶不能安全平放在皮卡車車槽內，而必須做斜放置。拉運途中，若路況不佳或出現急剎車，氮氣瓶可能從車槽中飛出，撞擊座位后排與車槽之間的玻璃，造成車輛損壞，甚至人員受傷。加之氮氣瓶作為高壓容器在拉運的過程中也存在一定的安全隱患。氮氣消耗的減小，減少了向集氣站送氮氣的次數，變相減少了出車的頻次，降低了交通風險。

5.3 減小員工勞動強度

流程優化改造之后流程變得更加簡單，管線的接點更少，相應出現漏點的幾率變小，減小了氮氣的損耗，相應減小了員工整改漏點、頻繁更換氮氣瓶、氮氣護送的工作量。

6 結語

集氣站氮氣柜流程改造以后，通過近一年時間的運行效果觀察，氮氣的使用明顯降低，減少了生產成本及運送氮氣的交通風險，減小了員工勞動強度，建議進行推廣使用。