فشردهسازی نیتروژن در کارخانههای LNG
وظایف معمول آببندی یا پاکسازی و بیاثرسازی چرخشی میتواند به استراتژیهای فشار، جریان، خشکی، منطقه خطرناک و دسترسیپذیری متفاوتی نیاز داشته باشد.
تأسیسات LNG از نیتروژن در چندین وظیفه استفاده میکنند که نباید در یک بار کمپرسور عمومی ترکیب شوند: آببندی مداوم یا متناوب، پاکسازی تجهیزات و لولهکشی، خنثیسازی تعمیر و نگهداری، پشتیبانی از آنالایزر یا ابزار دقیق در صورت لزوم، و فعالیتهای راهاندازی یا خاموش کردن. تجهیزات کرایوژنیک تأکید زیادی بر خشکی دارند زیرا رطوبت میتواند در بخشهای سرد یخ بزند، در حالی که مکانهای مناطق خطرناک الزامات تجهیزات و تهویهای را تحمیل میکنند که ربطی به خود اشتعالپذیری نیتروژن ندارد. برای هر سطح فشار، یک برنامه تقاضای مبتنی بر زمان ایجاد کنید و مشخص کنید کدام وظایف برای حفظ وضعیت ایمن ضروری هستند. سپس کمپرسور و سیستم گیرنده باید تأمین پایدار را فراهم کنند، با افزونگی یا اندازه جایگزین نیتروژن متناسب با نتیجه از دست دادن وظیفه بحرانی.
شرایط عوارض نیتروژن LNG
- پاکسازی LNG
- نیتروژن مورد استفاده برای جابجایی هوا، بخار هیدروکربن یا سایر گازها از تجهیزات فرآیند LNG تحت یک توالی پاکسازی تایید شده.
- گاز مهر و موم شده
- نیتروژن به یک عملکرد آببندی یا مانع که نیاز به فشار پایدار، تمیزی و پیوستگی دارد، اعمال میشود.
- تجهیزات برودتی
- لولهکشیها، مخازن، شیرآلات و تجهیزات فرآیندی که در دمای بسیار پایین کار میکنند و کنترل رطوبت و آلودگی میتواند بسیار مهم باشد.
- نگهداری بیاثر
- نیتروژن مورد استفاده در طول فعالیتهای جداسازی، آزادسازی گاز، نگهداری یا بازگشت به سرویس مرتبط با تعمیر و نگهداری.
- منطقه خطرناک
- مکانی که از نظر الکتریکی طبقهبندی شده و بر اساس وجود احتمالی گاز قابل اشتعال در منطقه فرآیند اطراف آن تعیین میشود.
- در دسترس بودن
- توانایی سیستم نیتروژن برای ارائه فشار، جریان و کیفیت مورد نیاز در صورت تقاضا، از جمله در هنگام قطع تجهیزات.
۱. وظایف مداوم را از کارهای فوری و کارهای زمانبر جدا کنید
نیازهای مربوط به آببندی، پاکسازی، لایهگذاری، تعمیر و نگهداری و راهاندازی را بهطور مستقل فهرست کنید. فشار، جریان، خلوص، خشکی، مدت زمان و همزمانی هر یک را ثبت کنید. یک پاکسازی کوتاهمدت میتواند جریان بسیار بالاتری نسبت به سرویس آببندی معمولی داشته باشد، اما اندازهگیری هر کمپرسور نصبشده برای آن پیک نادر ممکن است اقتصادی نباشد. ذخیرهسازی، تأمین موقت یا ماشینهای مرحلهای میتوانند موارد استثنایی را در صورت اجازه برنامه عملیاتی پوشش دهند.
کاربران حیاتی که از دست دادن آنها میتواند منجر به از کار افتادن دستگاه یا به خطر افتادن وضعیت ایمن شود را شناسایی کنید. این کاربران بار باقیمانده برای افزونگی را تعریف میکنند. مصرفکنندگان غیرحیاتی تعمیر و نگهداری را میتوان به صورت خودکار یا مدیریتی در صورت عدم دسترسی به کمپرسور حذف کرد.
۲. از خشکی در مناطقی که نیتروژن میتواند به سیستمهای برودتی برسد، محافظت کنید.
رطوبتی که وارد تجهیزات بسیار سرد میشود میتواند باعث یخ زدگی و انسداد مجاری یا ابزار کوچک شود. الزامات نقطه شبنم یا رطوبت را در محدوده باتری مربوطه تعریف کنید و مسیر کامل را از طریق تولید، فشرده سازی، گیرندهها و توزیع بررسی کنید. از هوای مرطوب تعمیر و نگهداری یا قرار گرفتن در معرض لولههای باز که میتواند خشک شدن بالادست را مختل کند، خودداری کنید.
پس از خنککنندهها و گیرندهها باید دارای زهکشهای فعال باشند تا مایع قبل از رسیدن گاز به کاربران حیاتی در آنجا جمع شود. اگر یک ژنراتور در محل، محصول خشک ارائه میدهد، مطمئن شوید که بوستر باعث آلودگی نمیشود. پس از تعمیر و نگهداری، قبل از رها کردن هدر برای سرویس برودتی، از روش خشک کردن و پاکسازی محل استفاده کنید.
از سایت استفاده کنید کمپرسور نیتروژن برای LNG منبعی به عنوان بررسی دوم هنگام ترجمه این الزام به مشخصات کمپرسور. بررسی متقابل در اینجا به تعمیر و نگهداری آببندی تصفیه کمپرسورهای نیتروژن، کارخانههای LNG مرتبط است.
۳. به جای فشردهسازی هر کاربر به یک حداکثر، سطوح فشار را تطبیق دهید
کارخانههای LNG ممکن است کاربرانی برای پاکسازی فشار پایین و کاربرانی برای آببندی یا انتقال فشار بالا داشته باشند. فشردهسازی تمام نیتروژن تا بالاترین فشار و سپس تنظیم بیشتر آن به پایین، باعث افزایش توان و نشتی میشود. فشار مورد نیاز در هر مصرفکننده، از جمله تلفات توزیع را نقشهبرداری کنید و هدرهای جداگانه یا تقویت محلی را در نظر بگیرید که در آن کار فشردهسازی کل کاهش مییابد.
گیرندهها را میتوان در سطوح فشار استراتژیک قرار داد تا پیکهای کوتاه و تأخیر در شروع به کار را پوشش دهند. فضای ذخیرهسازی قابل استفاده بین فشارهای مطلق بالا و پایین مجاز را محاسبه کنید. تأیید کنید که کمترین فشار گیرنده همچنان فشار ورودی تنظیمکننده کافی را در کاربر بحرانی در طول جریان طراحی فراهم میکند.
۴. تجهیزات کمپرسور را با الزامات مناطق خطرناک ادغام کنید
اگرچه نیتروژن غیرقابل اشتعال است، اما کمپرسورهای موجود در مناطق فرآیند LNG ممکن است در معرض نشت هیدروکربن قرار داشته باشند. موتورها، درایوها، بخاریها، جعبههای اتصال، ابزار دقیق و پنلهای محلی باید با طبقهبندی منطقه سایت مطابقت داشته باشند. الزامات دمای سطح و محفظه باید با نقشه طبقهبندی الکتریکی بررسی شوند و صرفاً از خدمات گاز استنباط نشوند.
دریچههای کمپرسور، نشتیهای پکینگ، زهکشها و تخلیههای کمکی را به مکانهای تأیید شده هدایت کنید. دریچه نیتروژن میتواند باعث کمبود اکسیژن شود، در حالی که اتصالی که در معرض جریان برگشتی فرآیند قرار دارد نیز میتواند هیدروکربن را حمل کند. موارد جلوگیری از جریان برگشتی، جداسازی و تخلیه باید در موقعیتهای طبیعی و غیرطبیعی شیر بررسی شوند.
۵. طراحی افزونگی در زمان حالت امن
مشخص کنید که سرویس آببندی یا پاکسازی بحرانی چه مدت میتواند افت فشار را پس از قطع کمپرسور تحمل کند. موجودی مخزن ممکن است شروع به کار یک دستگاه آماده به کار را جبران کند، اما سرویس پایدار نیاز به ظرفیت جایگزین دارد. برق، خنککننده، منبع مکش و کنترلهای مشترک را بررسی کنید تا دو قطار کمپرسور به دلیل یک قطعی برق از کار نیفتند.
در مواردی که تأمین جایگزین به صورت فله یا بطری بخشی از طرح اضطراری است، فشار اتصال، ظرفیت رگولاتور، خلوص، خشکی و منطق تغییر را بررسی کنید. منبع پشتیبان که نمیتواند همان فشار یا رطوبت مورد نیاز را برآورده کند، نباید بدون محدودیت عملیاتی مستند، در اعتبارنامه قرار گیرد.
قبل از انتخاب تجهیزات، این وظیفه را با وظیفه سایت مقایسه کنید. کمپرسور نیتروژن با ظرفیت بالا محدوده فشار را بررسی کنید و تأیید کنید که از همان مبنای فشار استفاده میشود. بررسی متقابل در اینجا به تعمیر و نگهداری آببندی کمپرسورهای نیتروژن، تصفیه و کارخانههای LNG مربوط میشود.
۶. راهاندازی در هر دو حالت عملیاتی عادی و تعمیر و نگهداری
فشار مکش، وضعیت کمپرسور، فشار مخزن، فشار هدر، شاخصهای خشکی یا کیفیت و فشار کاربر را در حالت تقاضای بحرانی عادی و روند آن اجرا کنید. سپس تغییر حالت آماده به کار تایید شده را شبیهسازی کنید. بررسی کنید که افت فشار و بازیابی در حد قابل قبول باقی بمانند و شیرهای یکطرفه از جریان برگشتی جلوگیری کنند.
برای پیکربندیهای چرخشی، اتصالات موقت، منیفولدهای تخلیه و مسیرهای تهویه را قبل از نیاز بررسی کنید. نیتروژن تعمیر و نگهداری اغلب از شیلنگها و شیرهای متفاوتی نسبت به عملیات عادی استفاده میکند؛ در نظر گرفتن آنها به عنوان مرزهای فشار مهندسی شده، اتصالات بداهه دقیقه نودی را در طول قطع برق کاهش میدهد.
جدول کاربرد LNG
| مورد | سوال مهندسی | سیگنال تأیید یا تصمیم |
|---|---|---|
| برنامه وظیفه | کدام بارهای نیتروژن LNG مداوم، گذرا یا فقط چرخشی هستند؟ | کمپرسور و فضای ذخیرهسازی بر اساس همزمانی واقعبینانه، اندازهگذاری شدهاند. |
| خشکی | آیا رطوبت میتواند به تجهیزات کرایوژنیک برسد؟ | خشک کردن، تخلیه، کنترلهای نگهداری و تأیید، از سرویس سرد محافظت میکنند. |
| سطوح فشار | آیا آب مورد نیاز کاربران کمفشار از بالاترین هدر تأمین میشود؟ | معماری، فشردهسازی قابل اجتناب را به حداقل میرساند و در عین حال فشار کاربر را برآورده میکند. |
| در دسترس بودن | کاربران حیاتی چه مدت میتوانند از خرابی کمپرسور جان سالم به در ببرند؟ | ظرفیت ذخیرهسازی و آماده به کار، الزامات حالت ایمن مستند شده را برآورده میکند. |
| مبنای نهایی را در درخواست استعلام قیمت (RFQ)، پرونده راهاندازی یا سوابق تعمیر و نگهداری ثبت کنید تا مهندس دیگری بتواند تصمیم را بازتولید کند. | ||
برگه تأیید پروژه
از تخلیه LNG به عنوان یک نقطه بازرسی میدانی مرتبط با «جدا کردن بارهای آببندی/پاکسازی عادی از تقاضای چرخش و راهاندازی» استفاده کنید. محل اندازهگیری یا بازرسی، وضعیت گاز، بار کمپرسور، موقعیتهای شیر مربوطه و سندی که پذیرش را تعریف میکند، یادداشت کنید. تجهیزات برودتی را همزمان بررسی کنید تا یک علامت محلی با مشکل کل سیستم اشتباه گرفته نشود. مفهوم «جدا کردن وظایف عادی و نگهداری» تنها زمانی کامل است که مشاهده منجر به یک تصمیم روشن شود: پذیرش، اصلاح یا ارجاع برای بررسی تأمینکننده. بررسی را پس از هرگونه اصلاح تکرار کنید و مقادیر قبل و بعد را با سابقه راهاندازی یا نگهداری نگه دارید.
با ایجاد یک شرایط کنترلشده که در آن گاز آببندی و بیاثرسازی نگهداری را بتوان با هم تفسیر کرد، «تعریف سطوح فشار» را تأیید کنید. سیستم را تثبیت کنید، فشار، دما، جریان یا وضعیت دستگاه را در صورت لزوم یادداشت کنید و از ابزارهای کالیبره شده یا بازرسی مستقیم در مکانهای مشخص شده استفاده کنید. «تعریف فشار، جریان، خلوص و خشکی را برای هر کاربر حیاتی نیتروژن LNG» انجام دهید و پاسخ مورد انتظار و مشاهده شده را ثبت کنید. اگر محدودیت خاصی برای مدل مورد نیاز است، آن را از اسناد کمپرسور، مخزن، لولهکشی، ژنراتور یا فرآیند انتخاب شده به دست آورید، نه اینکه یک مقدار کلی وارد کنید. سابقه باید نشان دهد که چرا تصمیم نهایی از نظر فنی قابل دفاع است.
قبل از بستن سفارش کار، «قبل از انتخاب فشار تخلیه کمپرسور، سطوح فشار و ذخیرهسازی را بررسی کنید» را قابل ردیابی به شواهد کنید. برای تجهیزات کرایوژنیک، نقطه مرجع و واحد یا وضعیت فیزیکی را ثبت کنید؛ برای منطقه خطرناک، نقطه مقایسهای را که تأیید میکند سیستم به طور منسجم رفتار میکند، ثبت کنید. هر دو مشاهده را به «حفاظت از خشکی گاز» و به بار واقعی یا حالت عملیاتی مرتبط کنید. استفاده مجدد از مقداری بدون مکان و حالت بعداً دشوار است. در جایی که بررسی عدم تطابق را نشان میدهد، محدودیت، حالت کنترل، وضعیت قطعه یا فرض طراحی که باعث آن شده است را اصلاح کنید، سپس همان مشاهده را تکرار کنید تا تعمیر به جای فرض، اثبات شود.
«هماهنگی تجهیزات منطقه خطرناک» را به عنوان یک آزمایش کوچک راهاندازی در نظر بگیرید. حالت شروع را تعریف کنید، بیاثری تعمیر و نگهداری را مشاهده کنید، فقط متغیر مورد نیاز برای آزمایش تأیید شده را تغییر دهید و پاسخ را در دسترس مشاهده کنید. اقدام «بررسی تجهیزات منطقه خطرناک، دریچهها، محافظت از جریان برگشتی و ایزولاسیون» باید سابقهای از وضعیت اولیه، مداخله، وضعیت نهایی و هرگونه پاسخ هشدار یا کنترل را ثبت کند. این زمانی مفید است که چندین قطعه میتوانند علائم یکسانی ایجاد کنند. با تغییر یک عامل در یک زمان و نگه داشتن کمپرسور در محدوده تأیید شده آن، تیم میتواند علت را از تصادف جدا کند و از تعویض سختافزاری که مسئول نبوده است، جلوگیری کند.
این تصمیم همچنین میتواند با [نظرات] سایت [در مورد این موضوع] مقایسه شود. کمپرسور نیتروژن بدون روغن اطلاعات قبل از انتشار برگه اطلاعات پروژه. بررسی متقابل در اینجا به تعمیر و نگهداری آببندی کمپرسورهای نیتروژن، تصفیه و کارخانههای LNG مرتبط است.
برای قابلیت اطمینان بلندمدت، «محاسبه زمان عبور و ارائه حالت آماده به کار یا منبع جایگزین آزمایش شده» را به یک خط پایه برای منطقه خطرناک متصل کنید. این خط پایه را زمانی ثبت کنید که نصب تمیز، پایدار و از نظر سلامت شناخته شده باشد، سپس تخلیه LNG و بار عملیاتی را نیز در آن لحاظ کنید تا قرائتهای بعدی بتوانند نرمال شوند. مفهوم بررسی «افزونگی طرح» باید یک محرک تعریف شده برای بررسی داشته باشد، حتی زمانی که مقدار مطلق به هشدار نرسیده است. انحراف تدریجی از یک خط پایه تکرارپذیر اغلب هشدار بیشتری نسبت به یک قرائت جداگانه میدهد. اگر پیکربندی فرآیند تغییر کند، به جای مقایسه حالتهای عملیاتی متفاوت، یک خط پایه مستند جدید ایجاد کنید.
در طول بررسی مهندسی، با ردیابی مسیر فیزیکی مرتبط با در دسترس بودن و آببندی گاز، فرض پشت «تأیید مسیرهای تهویه و پاکسازی» را به چالش بکشید. مسیر گاز، گرما، نیرو، سیگنال کنترل یا نشتی را از منبع تا مقصد دنبال کنید و هر مؤلفهای را که میتواند نتیجه را تغییر دهد، شناسایی کنید. سپس «تنظیمات راهاندازی عادی، تغییر و نگهداری برنامهریزیشده» را در نقطهای که واقعاً تصمیمگیری انجام میشود، نه در راحتترین گیج، تکمیل کنید. هرگونه افت فشار، اختلاف دما، تأخیر کنترل یا یافته بازرسی را که رفتار را توضیح میدهد، ثبت کنید. این بررسی مبتنی بر مسیر، از تفسیر اندازهگیریهای محلی بدون در نظر گرفتن زمینه سیستم جلوگیری میکند.
مرز ایمنی و تأیید
تأسیسات LNG میتوانند حاوی ذخایر زیادی از گازهای قابل اشتعال و خطرات برودتی باشند. کار با نیتروژن باید از کنترلهای ایمنی فرآیند، منطقه خطرناک، ایزولاسیون، پاکسازی و فضای محدود تأسیسات پیروی کند. نیتروژن میتواند جایگزین اکسیژن شود. هرگز از فشار تخلیه کمپرسور به عنوان جایگزینی برای تنظیم فرآیند استفاده نکنید و تجهیزات پاکسازی موقت را بدون درجهبندی فشار، مهار و مسیر تهویه تأیید شده متصل نکنید.
چک لیست نیتروژن LNG
- بارهای معمول آببندی/پاکسازی را از بارهای مربوط به تعمیرات و راهاندازی جدا کنید.
- فشار، جریان، خلوص و خشکی را برای هر کاربر حیاتی نیتروژن LNG تعریف کنید.
- قبل از انتخاب فشار تخلیه کمپرسور، سطوح فشار و ذخیرهسازی را بررسی کنید.
- تجهیزات مناطق خطرناک، دریچهها، محافظت در برابر جریان برگشتی و ایزولاسیون را بررسی کنید.
- زمان عبور از خط را محاسبه کنید و یک منبع تغذیه آماده به کار یا جایگزین آزمایش شده فراهم کنید.
- تنظیمات مربوط به راهاندازی عادی، تغییر کاربری و نگهداری برنامهریزیشده.
سوالات مربوط به نیتروژن LNG
چرا خشکی نیتروژن در اطراف تجهیزات LNG مهم است؟
رطوبت میتواند در معرض شرایط برودتی یخ بزند و در مجاری کوچک یا ابزارها اختلال ایجاد کند. از مشخصات رطوبت تعریفشده در محل و روش خشک کردن استفاده کنید.
آیا باید حجم مورد نیاز برای پاکسازی چرخشی، کمپرسور دائمی باشد؟
نه همیشه. اگر اوج مصرف به ندرت اتفاق میافتد، ذخیرهسازی، تجهیزات مرحلهای یا یک منبع موقت تأیید شده ممکن است عملیتر باشد، مشروط بر اینکه برنامه و الزامات ایمنی رعایت شود.
آیا کمپرسورهای نیتروژن در سرویس LNG میتوانند از تجهیزات الکتریکی معمولی استفاده کنند؟
فقط در صورتی که محل نصب طبقهبندی نشده باشد. تجهیزات باید با طبقهبندی مناطق خطرناک محل مطابقت داشته باشند، که این طبقهبندی به جای خود نیتروژن، توسط خطرات فرآیند اطراف تعیین میشود.
اصل عرضه LNG
برای کارخانههای LNG، وظایف نیتروژن را بر اساس زمان، فشار، خشکی و بحرانی بودن جدا کنید. از کمپرسور و گیرنده برای تأمین پایدار و عادی استفاده کنید، رابطهای منطقه خطرناک و دریچه را مهندسی کنید و مسیر آماده به کار مورد نیاز برای حفظ عملکردهای حیاتی پاکسازی یا آببندی را اثبات کنید.
