分析容器連續(xù)監(jiān)控以防止應(yīng)力腐蝕技術(shù)交流

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(chǎn)生石油。

上海上儀股份公司非常初是用特制的船運(yùn)到海岸的，但自2005年以來，這是通過tenkilometre不銹鋼現(xiàn)場管道完成的。生產(chǎn)平臺(tái)位于國家公園的沙洲上，這意味著要遵守非常嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)和安全規(guī)定。從開始就嚴(yán)格遵守這些規(guī)定已成為Mittelplate日常生活的一部分。

幾乎連續(xù)監(jiān)控以防止應(yīng)力腐蝕

產(chǎn)生的油和水的混合物在生產(chǎn)平臺(tái)本身上分為分離器。未用于驅(qū)動(dòng)平臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的氣體經(jīng)過壓縮，然后注入到到達(dá)陸地站的現(xiàn)場管線中，在此再次分離并轉(zhuǎn)移。它包含60％以上的甲烷，大約25％的輕烴（C2-C4）和大約6％的氮?dú)庖约吧倭扛g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(huì)引起不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。任何涉及油氣的泄漏都可能危害安全和環(huán)境。因此，監(jiān)控管道是重中之重。

根據(jù)官方要求，必須定期檢查載氣的腐蝕性。在構(gòu)造分析容器之前，每六個(gè)月通過手動(dòng)測量進(jìn)行一次。運(yùn)營商WintershallDea Deutschland發(fā)現(xiàn)這是不夠的?！拜d氣的組合物可以在短期內(nèi)發(fā)生變化，這取決于生產(chǎn)計(jì)劃和分離條件。因此，我們希望建立一個(gè)頻繁的監(jiān)控流程”，溫特豪斯德意志德國分公司荷斯坦石油生產(chǎn)部門的電氣工程師Fabian Ehlers解釋說。該項(xiàng)目的名稱有點(diǎn)“笨拙”：“構(gòu)建用于檢測造成不銹鋼腐蝕的成分的分析測量系統(tǒng)” 。

為此目的，于2012年訂購了一種氣體分析系統(tǒng)，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(jìn)行了第二次嘗試。氣相色譜儀和電化學(xué)氧測量儀的組合旨在作為此分析任務(wù)的可靠解決方案?！皩ξ覀儊碚f，從一個(gè)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(biāo)時(shí)說道。

需要定制解決方案

橫河電機(jī)分析解決方案市場經(jīng)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(yīng)商之一。” 經(jīng)過初步討論，于2015年夏季在Mittelplate上迅速安排了一次現(xiàn)場會(huì)議。他的同事SaschaG?lz （分析解決方案服務(wù)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(gè)定制的分析容器，該容器應(yīng)盡可能緊湊并且還可以承受惡劣的環(huán)境條件?！?僅僅幾周后，當(dāng)提交詳細(xì)的整體報(bào)價(jià)時(shí)，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(jī)開發(fā)了一種定制解決方案，并結(jié)合了自己的想法-一個(gè)主動(dòng)傾聽和思考的供應(yīng)商。這就是非常終說服我們的原因?！?正如戈?duì)柎模℅?lz）所強(qiáng)調(diào)的：“顯然，我們的合作伙伴公司也為團(tuán)隊(duì)做出了重要貢獻(xiàn)。”

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(yùn)到生產(chǎn)平臺(tái)并進(jìn)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(jī)測量氣體冷卻器組成。

“與非常初的投標(biāo)報(bào)價(jià)相反，我們用玻璃纖維增強(qiáng)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(chǔ)”，G?lz解釋說。這樣就無需在安裝容器頂蓋時(shí)對Mittelplate進(jìn)行任何復(fù)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?！拔覀兊母叨戎挥袔桌迕椎幕匦嗟?，”埃勒斯回憶道。

分析容器比鋼制容器輕，并且不需要復(fù)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(chǎn)平臺(tái)的中央控制室，因此不需要電氣氣候控制系統(tǒng)。Worringen解釋說：“這在采購和運(yùn)營方面帶來了進(jìn)一步的成本優(yōu)勢，并節(jié)省了防爆投資?！?加熱元件和用于超壓通風(fēng)的供氣管道也集成在該屋頂中。

四分鐘周期內(nèi)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(jìn)行連續(xù)且有代表性的采樣。氣體通過加熱的管道供應(yīng)到分析容器。該分析系統(tǒng)已于2016年10月投入使用，已連接至Centum VP控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)還具有安全儀表盤Prosafe RS控制器以支持該系統(tǒng)。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(huán)境下多年運(yùn)營中的價(jià)值。它每年進(jìn)行兩次例行維護(hù)，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(chǎn)生。由于后者采用非冗余設(shè)計(jì)，在連接到分析容器的機(jī)柜中，有兩個(gè)50升的壓縮氣瓶作為備用溶液。這些氣瓶可以連續(xù)運(yùn)行約三個(gè)星期。

“這是橫河電機(jī)的另一項(xiàng)建議。由于相關(guān)的后勤要求，我們非常初很關(guān)鍵。但事實(shí)證明，如果制氫機(jī)實(shí)際上發(fā)生故障，它將很有用?！?Ehlers解釋說。

在維護(hù)工作期間，還將使用標(biāo)準(zhǔn)氣體混合物重新校準(zhǔn)GC測量。所使用的填充柱非常堅(jiān)固，已經(jīng)使用了三年以上。除了本地工作外，G?lz還可在授權(quán)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(xiàn)場?！?/span>

持續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)展

G?lz補(bǔ)充說：“即使系統(tǒng)正常運(yùn)行，仍然有一些可以改進(jìn)的地方。” 例如，非常初在樣品制備區(qū)域中安裝了氣動(dòng)的Teflon控制線，這在85°C的正常工作溫度下不會(huì)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(huì)造成任何損壞，并提供更可靠的防泄漏保護(hù)。溫度控制系統(tǒng)也得到了進(jìn)一步改進(jìn)。

出于職業(yè)安全和系統(tǒng)保護(hù)的原因，由容器中的超壓通風(fēng)引起的噪聲水平具有破壞性?！氨M管幾乎沒有人需要長時(shí)間在容器中工作（維護(hù)期間除了我以外，但我們還是找到了解決方案”），戈?duì)柶澱f。安裝在空氣供應(yīng)管道中的另一個(gè)減壓器將很快解決此問題。

組合式壓縮機(jī)非常近也在Mittelplate上投入運(yùn)行。它可以為渦輪機(jī)運(yùn)行和純注入現(xiàn)場管道提供載氣壓力水平。將來，該管道的單獨(dú)氣體供應(yīng)也將通過久經(jīng)考驗(yàn)的分析系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。為此已經(jīng)安裝了第二個(gè)采樣設(shè)備。

上海上儀股份公司根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，可以由控制系統(tǒng)激活和控制?！胺治鱿到y(tǒng)從設(shè)計(jì)一直到連續(xù)運(yùn)行都使我們信服，該系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了幾年。Ehlers總結(jié)了自己的經(jīng)驗(yàn)，他說：“這種敏感的測量裝置如此堅(jiān)固，令人印象深刻。”