CN105424584A

CN105424584A - 一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置

Info

Publication number: CN105424584A
Application number: CN201510808375.5A
Authority: CN
Inventors: 李西通; 王海龙
Original assignee: Weihai Xinlongde Electric Co Ltd
Current assignee: Weihai Xinlongde Electric Co Ltd
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-03-23

Abstract

本发明提出一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，包括气体增压管道系统、与气体增压管道系统相连接的试验釜以及智能控制柜，智能控制柜还与试验釜相连接；气体增压管道系统包括三个钢瓶，其分别经第一、二、三气体流量计以及气体增压装置连接至试验釜；试验釜设有速度传感器、温度传感器、压力传感器、电机、电炉丝、进气管道以及排气管道，进气管道另一端连接至气体增压装置，排气管道另一端连接至缓冲罐；智能控制柜包括逻辑控制器、人工智能温控器，二者均与现场人机界面相连接，人工智能温控器还与调压模块相连接，现场人机界面包括报警单元。上述装置自动化程度较高，能显示试验釜内的各项参数值，并能根据需求对参数值进行调节。

Description

一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置。

背景技术

高酸性天然气田是指H₂S含量超过10%的天然气田，在全世界拥有巨大的资源量，是天然气资源的重要组成部分。安全高效地开发此类气藏对缓解我国天然气供需矛盾，促进国民经济发展和保证国家能源安全具有重要意义。高酸性天然气具有强烈的腐蚀性，容易造成管道的电化学腐蚀和应力腐蚀开裂。管道一旦发生开裂或腐蚀穿孔，就会造成含H₂S的剧毒气体泄漏，进而严重威胁气田周围群众生命安全。因此防腐蚀问题是开发高酸性气田安全的关键，在开发过程中对于管道及设备材质的要求较高，但是管道及设备的材质在生产过程中的耐腐蚀试验，目前大多是在常温常压下进行的，腐蚀环境的温度、压力达不到实际工况的环境，而高温高压条件下，模拟工况较为准确，但现在大多数都是由人工现场操作，存在较大的安全隐患。

目前，绝大多数硫化氢耐腐蚀试验处于手工阶段，更多的还是沿用传统的温度计、压力表，通过人工巡视检查，操作工人根据反映主要工艺参数的仪表指示情况，用人工来改变化学反应条件，生产过程单凭经验进行。手工操作，不仅操作工的劳动强度大，控制精度不高，而且硫化氢是一种易燃的剧毒性气体，且若操作不当，极易引发安全事故。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，以便提高自动化程度，并且最大化的还原实际工况，进而对管道设备的材质进行硫化氢高压耐腐蚀试验。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，所述装置包括气体增压管道系统、试验釜以及智能控制柜；所述气体增压管道系统与试验釜相连接，所述智能控制柜分别与气体增压管道系统以及试验釜相连接；其中所述气体增压管道系统包括第一钢瓶、第二钢瓶、第三钢瓶，所述第一钢瓶中装有氮气，第二钢瓶中装有二氧化碳，第三钢瓶中装有硫化氢气体，所述第一钢瓶经第一气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述第二钢瓶经第二气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述第三钢瓶经第三气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述试验釜采用哈氏合金材质制作而成，所述试验釜设有速度传感器、温度传感器、压力传感器、电机、电炉丝、进气管道以及排气管道，与所述试验釜相连接的进气管道的另一端连接至所述气体增压装置，与所述试验釜相连接的排气管道的另一端连接至外置的缓冲罐；所述智能控制柜包括逻辑控制器、人工智能温控器、现场人机界面以及调压模块，所述逻辑控制器以及人工智能温控器均与现场人机界面相连接，所述人工智能温控器还与调压模块相连接，并且所述现场人机界面还包括报警单元。

优选的是，所述装置还包括远程监控系统，所述远程监控系统包括监控中心服务器，所述监控中心服务器与所述现场人机界面通讯连接，所述监控中心服务器内置有报警单元。

优选的是，所述远程监控系统还包括网络交换机、内网服务器以及远程网络服务器，所述监控中心服务器与网络交换机相连接，所述网络交换机分别与内网服务器、远程网络服务器相连接。

优选的是，所述远程监控系统还包括打印机，所述打印机通过网络交换机与所述监控中心服务器相连接。

本发明的该方案的有益效果在于上述用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置自动化程度较高，能够显示试验釜内的各项参数值，并能够根据需求对上述参数值进行调节，该设备能够最大化的还原实际工况，对管道设备的材质进行硫化氢高压耐腐蚀试验。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所涉及的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置包括气体增压管道系统1、试验釜2以及智能控制柜3；具体的所述气体增压管道系统1与试验釜2相连接，所述智能控制柜3分别与气体增压管道系统1以及试验釜2相连接。

所述气体增压管道系统1包括第一钢瓶11、第二钢瓶12、第三钢瓶13、第一气体流量计14、第二气体流量计15、第三气体流量计16以及气体增压装置17；其中所述第一钢瓶11中装有氮气，第二钢瓶12中装有二氧化碳，第三钢瓶13中装有硫化氢气体，所述第一钢瓶11经第一气体流量计14、气体增压装置17连接至试验釜2；所述第二钢瓶12经第二气体流量计15、气体增压装置17连接至试验釜2；所述第三钢瓶13经第三气体流量计16、气体增压装置17连接至试验釜2。

所述试验釜2采用哈氏合金材质制作而成，所述试验釜2设有速度传感器21、温度传感器22、压力传感器23、电机24、电炉丝25、进气管道26以及排气管道27。其中所述速度传感器21用于检测试验釜2内的搅拌速度，所述电机24用于调节试验釜2内的搅拌速度，所述温度传感器22以及压力传感器23分别用于检测试验釜2内的实时温度以及压力，所述电炉丝25用于调节试验釜2内的温度，与所述试验釜2相连接的进气管道26的另一端连接至所述气体增压装置17，与所述试验釜2相连接的排气管道27的另一端连接至外置的缓冲罐5，以便当试验釜2内的压力过大时，将多余气体进行排放。

所述智能控制柜3包括逻辑控制器31、人工智能温控器32、现场人机界面33以及调压模块34。其中所述逻辑控制器31可采用西门子公司型号为S7-200系列PLC，人工智能温控器32可采用厦门宇电自动化科技有限公司型号为AI808P的人工智能温控器，现场人机界面33可采用施耐德公司型号为GXU5512的现场人机界面。所述逻辑控制器31与现场人机界面33相连接，所述人工智能温控器32也与现场人机界面33相连接，所述人工智能温控器32还与调压模块34相连接，并且所述现场人机界面33还包括报警单元331。

在具体的试验过程中，将氮气，二氧化碳以及硫化氢气体按照一定的比例分别经由第一气体流量计14、第二气体流量计15、第三气体流量计16、气体增压装置17以及进气管道26增压至试验釜2中，所述气体流量计可以将通过的气体的瞬时或者累积流量传送到所述智能控制柜3的逻辑控制器31中。具体的氮气，二氧化碳以及硫化氢气体的比例是根据试验要求而定的，另外，氮气还具有检漏的作用，因为硫化氢属于易燃有毒气体，因此在试验之前需要对试验釜2进行检漏工作，以防止硫化氢的泄露，只有当氮气不泄露时，才能进行硫化氢的高压耐腐蚀试验。

当进行试验釜2内的压力调控时，所述现场人机界面33向所述逻辑控制器31发送调压控制指令，所述逻辑控制器31在接收到上述调压控制指令时，将所述试验釜2内的压力传感器23传送来的釜内实时压力值与现场人机界面33发送来的预设的压力阈值进行比较，当实时压力值小于预设的压力阈值时，所述逻辑控制器31控制所述气体增压装置17继续启动增压动作；当实时压力值大于等于预设的压力阈值时，所述逻辑控制器31控制所述气体增压装置17停止增压动作。所述逻辑控制器31也会将所述试验釜2内的压力传感器23传送来的釜内实时压力值传送至所述现场人机界面33中，所述现场人机界面33将上述实时压力值与现场人机界面33中预设的压力阈值进行比较，当实时压力值大于预设的压力阈值时，所述现场人机界面33内置的报警单元331发出报警信号，工作人员接到报警信号后，会对所述试验釜2进行泄压排气工作，使釜内多余气体经由排气管道27排入至外置的缓冲罐5中。

当进行试验釜2内的搅拌速度调控时，所述现场人机界面33向所述逻辑控制器31发送调速控制指令，所述逻辑控制器31在接收到上述调速控制指令时，将所述试验釜2内的速度传感器21传送来的釜内实时搅拌速度值与现场人机界面33发送来的预设的搅拌速度阈值进行比较，当实时搅拌速度值与预设的搅拌速度阈值不符时，所述逻辑控制器31控制所述电机24动作；所述逻辑控制器31也会将所述试验釜2内的速度传感器21传送来的釜内实时搅拌速度值传送至所述现场人机界面33中，所述现场人机界面33将上述实时搅拌速度值与现场人机界面33中预设的搅拌速度阈值进行比较，当实时搅拌速度值大于预设的搅拌速度阈值时，所述现场人机界面33内置的报警单元331发出报警信号。

当进行试验釜2内的温度调控时，所述现场人机界面33向所述人工智能温控器32发送调温控制指令，所述人工智能温控器32在接收到上述调温控制指令时，将所述试验釜2内的温度传感器22传送来的釜内实时温度值与现场人机界面33发送来的预设的温度阈值进行比较，当实时温度值与预设的温度阈值不符时，所述人工智能温控器32控制调压模块34以及电炉丝25进行调温动作。所述人工智能温控器32也会将所述试验釜2内的温度传感器22传送来的釜内实时温度值传送至所述现场人机界面33中，所述现场人机界面33将上述实时温度值与现场人机界面33中预设的温度阈值进行比较，当实时温度值大于预设的温度阈值时，所述现场人机界面33内置的报警单元331发出报警信号。

为了满足远程监控的需要，本发明所涉及的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置还可以包括远程监控系统4，所述远程监控系统4包括监控中心服务器41，所述监控中心服务器41与所述现场人机界面33通讯连接，所述监控中心服务器41内置有报警单元411，所述现场人机界面33将接收到的压力、温度以及搅拌速度等数据传输至所述监控中心服务器41中进行分析以及显示，当所述数据超过预设的阈值时，所述监控中心服务器41会触发所述报警单元411进行报警。所述监控中心服务器41还可以将调压、调温、调速等控制指令传输至所述现场人机界面33，进而控制所述逻辑控制器31以及人工智能温控器32执行上述命令。

由于硫化氢的高压耐腐蚀试验通常需要较久的试验时间，因此为了方便工作人员查看试验釜2内的参数值，所述远程监控系统4还包括网络交换机42、内网服务器43以及远程网络服务器44，所述监控中心服务器41与网络交换机42相连接，所述网络交换机42分别与内网服务器43、远程网络服务器44相连接。所述监控中心服务器41可以将接收到的数据传输至所述内网服务器43以及远程网络服务器44，方便工作人员进行内网、外网的远程监控。工作人员也可以通过内网服务器43以及远程网络服务器44将调压、调温、调速等控制指令经监控中心服务器41传输至所述现场人机界面33，进而控制所述逻辑控制器31以及人工智能温控器32执行上述命令。

所述远程监控系统4还可以包括打印机45，所述打印机45通过网络交换机42与所述监控中心服务器41相连接，以实现数据打印功能。

本发明所涉及的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置自动化程度较高，能够显示试验釜内的各项参数值，并能够根据需求对上述参数值进行调节，该设备能够最大化的还原实际工况，对管道设备的材质进行硫化氢高压耐腐蚀试验。

Claims

1.一种用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，其特征在于：所述装置包括气体增压管道系统、试验釜以及智能控制柜；所述气体增压管道系统与试验釜相连接，所述智能控制柜分别与气体增压管道系统以及试验釜相连接；其中所述气体增压管道系统包括第一钢瓶、第二钢瓶、第三钢瓶，所述第一钢瓶中装有氮气，第二钢瓶中装有二氧化碳，第三钢瓶中装有硫化氢气体，所述第一钢瓶经第一气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述第二钢瓶经第二气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述第三钢瓶经第三气体流量计、气体增压装置连接至试验釜；所述试验釜采用哈氏合金材质制作而成，所述试验釜设有速度传感器、温度传感器、压力传感器、电机、电炉丝、进气管道以及排气管道，与所述试验釜相连接的进气管道的另一端连接至所述气体增压装置，与所述试验釜相连接的排气管道的另一端连接至外置的缓冲罐；所述智能控制柜包括逻辑控制器、人工智能温控器、现场人机界面以及调压模块，所述逻辑控制器以及人工智能温控器均与现场人机界面相连接，所述人工智能温控器还与调压模块相连接，并且所述现场人机界面还包括报警单元。

2.根据权利要求1所述的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，其特征在于：所述装置还包括远程监控系统，所述远程监控系统包括监控中心服务器，所述监控中心服务器与所述现场人机界面通讯连接，所述监控中心服务器内置有报警单元。

3.根据权利要求2所述的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，其特征在于：所述远程监控系统还包括网络交换机、内网服务器以及远程网络服务器，所述监控中心服务器与网络交换机相连接，所述网络交换机分别与内网服务器、远程网络服务器相连接。

4.根据权利要求3所述的用于硫化氢高压耐腐蚀试验的装置，其特征在于：所述远程监控系统还包括打印机，所述打印机通过网络交换机与所述监控中心服务器相连接。