儀表風(fēng)系統(tǒng)課件

一.空壓機(jī)內(nèi)部構(gòu)造及其工作原理在PY30-1氣田DPP組塊的LOWERDECK上安裝有一套儀表/公用空壓機(jī)橇及壓縮空氣儲(chǔ)存設(shè)備－儀表儲(chǔ)氣罐和公用空氣儲(chǔ)氣罐。空氣壓縮機(jī)組由兩臺(tái)（一臺(tái)工作，一臺(tái)備用）回轉(zhuǎn)式螺桿式壓縮機(jī)組構(gòu)成；空氣儲(chǔ)存設(shè)備由儀表氣罐和公用氣罐構(gòu)成；空氣凈化設(shè)備由空氣干燥器，前后置濾器構(gòu)成；此外，還有后冷卻器、油水分離器，電氣、儀表附件、橇塊底座等輔助設(shè)施。機(jī)組內(nèi)各系統(tǒng)描述進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)壓縮機(jī)和電機(jī)總成帶有冷卻器的加壓冷卻油系統(tǒng)分離系統(tǒng)氣量控制系統(tǒng)電機(jī)啟動(dòng)控制系統(tǒng)儀器儀表系統(tǒng)安全防護(hù)系統(tǒng)后冷卻器水分離器和排放系統(tǒng)油冷卻器

冷卻器是裝于空壓機(jī)內(nèi)部的，由芯、風(fēng)扇及風(fēng)扇電機(jī)等組成的完整總成。冷卻氣流從罩殼的前角流入，通過(guò)垂直的冷卻器芯后，由罩殼后面向上排出。冷卻油系統(tǒng)

冷卻油在壓力迫使下，從分離器油池流到油冷卻器進(jìn)口以及溫控閥的旁通口。溫控閥控制提供適當(dāng)?shù)膰娪蜏囟人枰睦鋮s油量。當(dāng)空壓機(jī)冷車起動(dòng)時(shí)，部分冷卻油旁通冷卻器。當(dāng)系統(tǒng)溫度上升到溫控閥的設(shè)定值以上時(shí)，冷卻油會(huì)流向冷卻器。當(dāng)機(jī)組在高環(huán)境溫度下運(yùn)行時(shí)，全部冷卻油都流經(jīng)冷卻器?？諌簷C(jī)的最低噴油溫度是受控的，以排除水蒸氣在分離器筒體內(nèi)冷凝的可能性。通過(guò)保持足夠高的噴油溫度，機(jī)組排出的油氣混合物的溫度便能保持在露點(diǎn)以上。溫度受控的冷卻油在恒定的壓力下經(jīng)油過(guò)濾器進(jìn)入主機(jī)。壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)氣空濾器進(jìn)氣閥轉(zhuǎn)子油氣分離器最小壓力閥后冷卻器水分離器/排水閥空氣進(jìn)入空壓機(jī)，必須經(jīng)過(guò)進(jìn)氣空濾器及進(jìn)氣閥。螺桿空壓機(jī)的壓縮作用是由一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子（一陰一陽(yáng)）嚙合產(chǎn)生，兩根轉(zhuǎn)子裝于高強(qiáng)度鑄鐵殼體內(nèi)的兩平行軸線上。進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端。陰轉(zhuǎn)子的槽于陽(yáng)轉(zhuǎn)子嚙合，并被其驅(qū)動(dòng)，排氣端采用圓錐滾柱軸承，以避免轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)。油氣混合物從壓縮主機(jī)排出，進(jìn)入分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)在分離筒體內(nèi)自成一體，將大部分冷卻油都去除，僅留下若干PPM，冷卻油又回到系統(tǒng)里，而空氣進(jìn)入后冷卻器，后冷卻系統(tǒng)由熱交換器、水分離器和排水閥組成，排出的壓縮空氣通過(guò)冷卻，空氣中自然所含的水蒸氣大部分被冷凝出來(lái)，并從后面的管道和設(shè)備中排除。當(dāng)卸載運(yùn)行時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，放氣閥打開，將所有壓縮過(guò)的空氣導(dǎo)入進(jìn)氣口。油氣分離系統(tǒng)油氣分離系統(tǒng)由內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)專門設(shè)計(jì)的筒體、兩級(jí)聚集式分離芯以及冷卻油回收裝置組成。工作原理來(lái)自壓縮主機(jī)的油氣混合氣通過(guò)一個(gè)切向排氣口進(jìn)入筒體。該排氣出口使油氣混合物沿著筒體的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，于是油便聚集起來(lái)滴落到筒體油池內(nèi)。內(nèi)部折流板使余下的冷卻油滴繼續(xù)沿內(nèi)壁流動(dòng)。在折流板的作用下，油氣流的流動(dòng)方向不斷改變，加上慣性作用，越來(lái)越多的油滴從空氣中除去，并回到油池中。這時(shí)的氣流已基本上是非常細(xì)小的薄霧，朝分離芯流去。分離芯由兩個(gè)緊密填塞的纖維同心圓柱組成，每個(gè)圓柱都用鋼絲網(wǎng)加固。分離芯用法蘭安裝于筒體出口蓋上。氣流徑向進(jìn)入分離芯，薄霧聚合，形成小滴，聚集于外側(cè)第一級(jí)上的油滴落入油池，而聚集于內(nèi)側(cè)第二級(jí)上的油滴聚集在分離芯出口的附近，通過(guò)安裝于回油管路上的過(guò)濾網(wǎng)和節(jié)流孔接頭，抽回到壓縮主機(jī)進(jìn)油口。這時(shí)的氣流已基本上無(wú)冷卻油，從分離器流到后冷卻器、水分離器，最后到達(dá)工廠空氣系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)

空壓機(jī)控制系統(tǒng)具有下列功能：自動(dòng)卸載啟動(dòng)ON/OFFLINE氣量控制卸載停機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)/停機(jī)空壓機(jī)故障報(bào)警空壓機(jī)故障警報(bào)停機(jī)空壓機(jī)還具備智能控制氣量控制系統(tǒng)。加載狀態(tài)AtlasCopco空壓機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)聯(lián)控狀態(tài)下，系統(tǒng)能自動(dòng)冷起動(dòng)空壓機(jī)（非自動(dòng)停機(jī)狀態(tài)），系統(tǒng)將不發(fā)停機(jī)命令，停機(jī)是靠空壓機(jī)的自身功能實(shí)現(xiàn)的，因此要求把空壓機(jī)自動(dòng)起停機(jī)功能激活，設(shè)定時(shí)間為12MIN-60MIN,設(shè)為AUTOS/SON/OFF為OFF狀態(tài)即禁止該功能。所以說(shuō)，在聯(lián)控模式下，控制系統(tǒng)只控制空壓機(jī)的啟動(dòng)、加卸載，而不控制它的停機(jī)。調(diào)試專用按鈕流程介紹DPP平臺(tái)上的儀表氣、公用氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)組向本平臺(tái)提供清潔和不含油水的壓縮公用氣，以及為掃線和氣動(dòng)儀表提供的儀表用氣。DPP平臺(tái)上的空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)能力為450N·m3/h(單臺(tái))。下面對(duì)平臺(tái)上的儀表、公用氣系統(tǒng)的原理作一介紹。儀表氣、公用氣由兩臺(tái)并聯(lián)的空氣壓縮機(jī)組提供。其中1臺(tái)工作，1臺(tái)備用?？諝庠谶M(jìn)入壓縮機(jī)之前，首先經(jīng)過(guò)濾器，然后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)。壓縮后的空氣進(jìn)入分液瓶，后經(jīng)冷卻器冷卻后進(jìn)行除液分離。除液后的空氣進(jìn)入公用氣瓶(DPP-V-5110)。進(jìn)入公用氣瓶的壓縮空氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的緩沖，空氣中攜帶的水份和顆粒進(jìn)一步分離。在公用氣瓶出口，一部分空氣用作平臺(tái)公用掃線用氣和啟動(dòng)主發(fā)電機(jī)用氣；另一部分空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)一步過(guò)濾除液干燥，為氣動(dòng)儀表供氣.

公用氣出口管線上設(shè)有兩個(gè)自力式調(diào)節(jié)閥。當(dāng)需用公用氣時(shí)，通過(guò)第一個(gè)自立式調(diào)節(jié)閥使氣送往公用系統(tǒng)，然后經(jīng)過(guò)第二個(gè)自力式調(diào)節(jié)閥，降至800kPaG，供用戶使用，并維持公用氣瓶壓力為950kPaG。當(dāng)公用氣瓶壓力低于950kPaG時(shí)，則第一個(gè)自立式調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉，公用氣停用，全部供給儀表用氣。每層甲板設(shè)有公用氣站。儀表氣系統(tǒng)需對(duì)來(lái)自公用氣瓶中的壓縮空氣進(jìn)行進(jìn)一步地干燥處理，才能滿足儀表用氣的要求。從公用氣瓶出來(lái)的壓縮空氣，首先進(jìn)入空氣過(guò)濾器(DPP-F-5110A/B)，然后進(jìn)入空氣干燥器(DPP-V-5140A1/A2/B1/B2)，再經(jīng)空氣后過(guò)濾器(DPP-F-5120A/B)過(guò)濾進(jìn)入儀表氣瓶。干燥器有兩套，一用一備。每套干燥器有兩臺(tái)。正常運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)進(jìn)行干燥操作；另一臺(tái)則進(jìn)行再生操作。干燥器內(nèi)裝有吸附填料。靠填料的吸水性將水份吸附在填料上，從而使經(jīng)過(guò)填料層的空氣水份基本上進(jìn)入填料中，達(dá)到干燥空氣的效果。這一過(guò)程稱為干燥過(guò)程。未干燥的空氣必須從干燥器下端進(jìn)口進(jìn)入，向上流，從上端出口而出，不能逆行操作，以防破壞填料使流體受阻，進(jìn)而降低填料的吸附效率。在再生過(guò)程中吸附了水份的干燥器需將吸附的水份從填料中除去，以便重復(fù)使用吸附填料。這種清除水份的過(guò)程稱為再生過(guò)程。具體操作過(guò)程是從正在進(jìn)行干燥操作的干燥器出口引出一小部分干凈的空氣，經(jīng)過(guò)限流孔板，從頂部進(jìn)入處于再生狀態(tài)的干燥器。氣體將填料層內(nèi)的水份吸出，放入大氣。注意：再生用氣必須從再生器的頂部進(jìn)入，這樣再生效果最好。

吸入壓力ATM出口壓力1035KPAG吸入溫度ambient出口壓力50設(shè)計(jì)吸入溫度65-0設(shè)計(jì)吸入壓力350kPaG/FullVacuum設(shè)計(jì)出口溫度85/0oC設(shè)計(jì)出口壓力1400kPaG設(shè)計(jì)能力

450Nm3/hrofaireach數(shù)量?jī)膳_(tái)一用一備空壓機(jī)參數(shù)公用儀表氣用量最大值ConsumptionAirflowrateStdm3/hrNm3/hrContinuousInstrumentAir291276Add10%margin29.127.6DesignQuantityofInstrumentAir320303ContinuousUtilityAir5350DesignFlowofContinuousair373353EmergencyGenerator120114FlameFrontGenerator33.932MooringWinch424.8403PeakDemand952900HalfofPeakDemand476450

儀表氣罐和公用氣罐的容量可以供296sm3/hr流量的儀表氣使用十五分鐘，此時(shí)操作壓力由750kPaG降到450kPaG。儀表儲(chǔ)罐的操作壓力比再生撬的壓力低，因此由于吸附熱的原因，氣的溫度會(huì)上升到60oC。造氮簡(jiǎn)介工業(yè)中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。

深冷空分制氮

深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過(guò)壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下，前者的沸點(diǎn)為-183℃，后者的為-196℃)，通過(guò)液空的精餾，使它們分離來(lái)獲得氮?dú)?。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢(12～24h），安裝要求高、周期較長(zhǎng)。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素，3500Nm3／h以下的設(shè)備，相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20％～50％。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。

分子篩空分制氮分子篩空分制氮

以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快(15～30分鐘)、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，故在1000Nm3／h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越得到中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎，PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻氖走x方法。

造氮機(jī)基本流程工作原理變壓吸附（PSAPressureSwingAdsorption

）制氮工藝是加壓吸附、常壓解吸，必須使