CN109027691A - 一种减压系统的高压热力平衡方法 - Google Patents

一种减压系统的高压热力平衡方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤化工与石油化工设备技术领域，具体公开了一种减压系统的高压热力平衡方法，包括以下步骤：一、确定减压系统；二、上游操作；三、下游操作。本发明高压热力平衡方法适用于高温高压工况下的减压系统，能够统一管线压力等级规格，且几乎所有管线及设备均为高压等级，可降低系统的设计复杂性，提高系统操作简化程度。

Description

一种减压系统的高压热力平衡方法
技术领域
本发明属于煤化工与石油化工设备技术领域，具体涉及一种减压系统的高压热力平衡方法。
背景技术
对于目前在建或已经运行的非固定床加氢装置，由于其进料为重油(煤焦油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、燃料油等)与添加剂的混合物，或重油与煤粉的混合物(油煤浆)，其热高分至热低分的减压阀组为高温、高压差、高含固的工况，极易遭受冲刷磨蚀而损坏，均存在不同程度的磨损问题，最短几个小时最长几个月就需要进行切换检修，操作难度大，检修成本高、安全隐患大、以及平稳运行难。
因此，业内提出具备减压功能的多路主工艺管线组合方案，从而延长减压系统的整体使用寿命。减压系统用于300～600℃高温及10～30MPa压力的恶劣工况下，为了保证减压系统多路管线间的安全可靠及平稳运行，需要增加额外的保障系统。比如，在管线切换时，需要控制各段管线间的压力平衡，从而避免关键设备的加速损耗。在管线投用前需要进行升温热备，避免高温介质直接进入管线引起管道或设备损坏；在投用后，为了便于快速检修，又需要进行合理速率的降温，以节省检修时间；同时还要进行快速彻底的清洁，避免管线结焦、堵塞，影响下次使用。
因此，亟需设计一套合理的热力平衡系统及其工艺方法来保证减压系统的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减压系统的高压热力平衡方法，稳定地实现减压系统的冲洗、升温热备、降温等功能。
本发明的技术方案如下：
一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、热力平衡系统及智能控制系统；包括以下步骤：
一、确定减压系统
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组；
减压系统主工艺模块中的每一路主工艺管线依次包含连接管道I、上游第一道切断阀、连接管道II、上游第二道切断阀、连接管道III、减压阀、连接管道IV、下游第二道切断阀、连接管道V、下游第一道切断阀、连接管道VI；
机械控制系统分别与每一路主工艺管线的上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压阀、下游第二道切断阀以及下游第一道切断阀相连接；
所述的减压系统热力平衡系统将根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；
所述的热力平衡系统分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道II的连接点I、与连接管道III的连接点II、与连接管道IV的连接点III、与连接管道V的连接点IV；
二、上游操作方法
当热力平衡系统介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，采用A～F六种热力平衡方法之一：
A.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道I处排出；
B.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道I处排出；
C.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点I处排出；
D.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀和减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点I处排出；
E.关闭上游第一道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接点IV处排出；
F.关闭上游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
三、下游操作方法
当热力平衡系统介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用a～f六种热力平衡方法之一：
a.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
b.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和减压调节阀，打开下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
c.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
d.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第一道切断阀，打开下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点IV处排出；
e.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
f.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，当热力平衡系统介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质经过减压后注入减压系统。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，当热力平衡系统介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质不减压直接注入减压系统。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，当热力平衡系统介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统连续分别执行上游和下游冲洗、升温热备、降温流程时，A～F热力平衡方法中的至少任意一项与a～f热力平衡方法中的至少任意一项组合执行。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，在所述连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV处分别设置压力表。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的热力平衡介质的压力≥主工艺介质的压力，实现减压系统的冲洗、升温热备、降温功能。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的热力平衡介质为油品。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的每一路主工艺管线完全相同，其工作状态为以下之一：
①一路运行、其余备用；
②多路同时运行。
进一步的，如上所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的减压系统中各设备均为高压等级。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明高压热力平衡方法适用于高温高压工况下的减压系统，能够统一管线压力等级规格。
(2)本发明高压热力平衡方法中几乎所有管线及设备均为高压等级，可降低系统的设计复杂性，提高系统操作简化程度。
附图说明
图1为减压系统主工艺模块结构示意图。
图中：1、主工艺线入口；2、上游第一道切断阀；3、上游第二道切断阀；4、减压调节阀；5、下游第二道切断阀；6、下游第一道切断阀；7、主工艺线出口；8、热力平衡系统；9、机械控制系统；31、连接管道I；32、连接管道II；33、连接管道III；34、连接管道IV；35、连接管道V；36、连接管道VI；81、连接点I；82、连接点II；83、连接点III；84、连接点IV。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统(9)、热力平衡系统(8)及智能控制系统；包括以下步骤：
一、确定减压系统
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述的减压系统工作于高温高压工况，可以为两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，此处以两路主工艺管线为例说明该减压系统的高压热力平衡方法。
如图1所示的减压系统主工艺模块，采用包含减压阀组的两路主工艺管线，A路和B路，两路完全相同，可实现一路运行、一路备用，或两路同时运行。
以A路为例，所述的A路主工艺管线依次包含连接管道I(31)、上游第一道切断阀(2)、连接管道II(32)、上游第二道切断阀(3)、连接管道III(33)、减压调节阀(4)、连接管道IV(34)、下游第二道切断阀(5)、连接管道V(35)、下游第一道切断阀(6)、连接管道VI(36)。
以B路为例，机械控制系统(9)分别与该路的上游第一道切断阀(2)、上游第二道切断阀(3)、减压调节阀(4)、下游第二道切断阀(5)以及下游第一道切断阀(6)相连接。机械控制系统(9)提供了各自动阀门动作所需力矩，并根据智能控制系统指令进行动作，从而控制各阀门开关。
所述的减压系统热力平衡系统(8)将根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；所述的减压系统的高压热力平衡方法，决定了热力平衡系统(8)的功能介质注入、排出位置及相应阀门动作时序；
所述的热力平衡系统(8)分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为热力平衡管线N1与连接管道II的连接点I(81)、热力平衡管线N2与连接管道III的连接点II(82)、热力平衡管线N3与连接管道IV的连接点III(83)、热力平衡管线N4与连接管道V的连接点IV(84)，且在各连接点附近均设置压力表，各连接点可以作为热力平衡介质的出口或者入口。
所述的热力平衡介质采用等同或高于主工艺介质的压力，实现减压系统的冲洗、升温热备、降温等功能。所述的热力平衡介质为油品。
所述的主工艺管线及设备均为高压等级。
二、上游操作方法
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，采用A～F六种热力平衡方法之一：
A.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道I处排出；
B.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道I处排出；
C.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点I处排出；
D.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀和减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点I处排出；
E.关闭上游第一道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接点IV处排出；
F.关闭上游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
三、下游操作方法
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用a～f六种热力平衡方法之一：
a.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
b.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和减压调节阀，打开下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
c.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
d.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第一道切断阀，打开下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点IV处排出；
e.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
f.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出。
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质进入减压系统的形式为以下之一：经过减压后注入减压系统、不减压直接注入减压系统；
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统连续分别执行上游和下游冲洗、升温热备、降温流程时，A～F热力平衡方法中的至少任意一项与a～f热力平衡方法中的至少任意一项组合执行；
实施例1
热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力。
在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，关闭减压调节阀(4)、下游第二道切断阀(5)和下游第一道切断阀(6)。打开上游第一道切断阀(2)、上游第二道切断阀(3)，热力平衡介质从连接点II(82)处注入减压系统，从连接管道I处排出。可选的，热力平衡介质从连接点III(83)处注入减压系统，打开上游第一道切断阀(2)、上游第二道切断阀(3)、减压调节阀(4)，从连接管道I处排出。
在减压系统执行下游冲洗、升热备温、降温流程时，关闭上游第一道切断阀(2)和上游第二道切断阀(3)。打开减压调节阀(4)、下游第二道切断阀(5)和下游第一道切断阀(6)，热力平衡介质从连接点II(82)处注入减压系统，从连接管道VI处排出。可选的，打开下游第二道切断阀(5)和下游第一道切断阀(6)，热力平衡介质从连接点III(83)处注入减压系统，从连接管道VI处排出。
实施例2
热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力。
在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，关闭减压调节阀(4)、下游第二道切断阀(5)和下游第一道切断阀(6)。打开上游第二道切断阀(3)，热力平衡介质从连接点II(82)处注入减压系统，从连接点I(81)处排出。可选的，打开上游第二道切断阀(3)和减压调节阀(4)，热力平衡介质从连接点III(83)处注入减压系统，从连接点I(81)处排出。
在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，关闭上游第一道切断阀(2)和上游第二道切断阀(3)。打开减压调节阀(4)和下游第二道切断阀(5)，热力平衡介质经过减压或不减压，从连接点II(82)处注入减压系统，从连接点IV(84)处排出。可选的，打开下游第二道切断阀(5)，热力平衡介质经过减压或不减压，从连接点III(83)处注入减压系统主撬，从连接点IV(84)处排出。
实施例3
热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力。
在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，关闭上游第一道切断阀(2)，打开上游第二道切断阀(3)、减压调节阀(4)和下游第二道切断阀(5)，热力平衡介质从连接点I(81)处注入减压系统，从连接点IV(84)处排出。可选的，打开下游第一道切断阀(6)，从连接管道VI处排出。
在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，关闭上游第一道切断阀(2)和上游第二道切断阀(3)。热力平衡介质经过减压或不减压，从连接点II(82)处注入减压系统，打开减压调节阀(4)从连接点IV(84)处排出。可选的，打开下游第一道切断阀(6)，从连接管道VI处排出。

Claims (10)

1.一种减压系统的高压热力平衡方法，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统(9)、热力平衡系统(8)及智能控制系统；其特征在于，包括以下步骤：
一、确定减压系统
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组；
减压系统主工艺模块中的每一路主工艺管线依次包含连接管道I、上游第一道切断阀、连接管道II、上游第二道切断阀、连接管道III、减压阀、连接管道IV、下游第二道切断阀、连接管道V、下游第一道切断阀、连接管道VI；
机械控制系统(9)分别与每一路主工艺管线的上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压阀、下游第二道切断阀以及下游第一道切断阀相连接；
所述的减压系统热力平衡系统(8)将根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；
所述的热力平衡系统(8)分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道II的连接点I、与连接管道III的连接点II、与连接管道IV的连接点III、与连接管道V的连接点IV；
二、上游操作方法
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行上游冲洗、升温热备、降温流程时，采用A～F六种热力平衡方法之一：
A.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道I处排出；
B.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道I处排出；
C.关闭减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点I处排出；
D.关闭下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀和减压调节阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点I处排出；
E.关闭上游第一道切断阀和下游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接点IV处排出；
F.关闭上游第一道切断阀，打开上游第二道切断阀、减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点I处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
三、下游操作方法
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用a～f六种热力平衡方法之一：
a.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
b.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和减压调节阀，打开下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接管道VI处排出；
c.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
d.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压调节阀和下游第一道切断阀，打开下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点III处注入减压系统，从连接点IV处排出；
e.关闭上游第一道切断阀、上游第二道切断阀和下游第一道切断阀，打开减压调节阀和下游第二道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接点IV处排出；
f.关闭上游第一道切断阀和上游第二道切断阀，打开减压调节阀、下游第二道切断阀和下游第一道切断阀，热力平衡介质从连接点II处注入减压系统，从连接管道VI处排出。
2.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质经过减压后注入减压系统。
3.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质不减压直接注入减压系统。
4.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统连续分别执行上游和下游冲洗、升温热备、降温流程时，A～F热力平衡方法中的至少任意一项与a～f热力平衡方法中的至少任意一项组合执行。
5.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：在所述连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV处分别设置压力表。
6.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：所述的热力平衡介质的压力≥主工艺介质的压力，实现减压系统的冲洗、升温热备、降温功能。
7.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：所述的热力平衡介质为油品。
8.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：所述的每一路主工艺管线完全相同，其工作状态为以下之一：
①一路运行、其余备用；
②多路同时运行。
9.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：所述的减压系统中各设备均为高压等级。
10.如权利要求1所述的一种减压系统的高压热力平衡方法，其特征在于：当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统执行下游冲洗、升温热备、降温流程时，采用的热力平衡介质进入减压系统的形式为以下之一：经过减压后注入减压系统、不减压直接注入减压系统；
当热力平衡系统(8)介质压力高于主工艺管线介质压力，且在减压系统连续分别执行上游和下游冲洗、升温热备、降温流程时，A～F热力平衡方法中的至少任意一项与a～f热力平衡方法中的至少任意一项组合执行；
在所述连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV处分别设置压力表；
所述的热力平衡介质的压力≥主工艺介质的压力，实现减压系统的冲洗、升温热备、降温功能；
所述的热力平衡介质为油品；
所述的每一路主工艺管线完全相同，其工作状态为以下之一：
①一路运行、其余备用；
②多路同时运行；
所述的减压系统中各设备均为高压等级。
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