氮气管网系统供消计量差值异常分析与处理

氮气管网系统供消计量差值异常分析与处理

吴宗珍

山东汇丰石化集团有限公司，255000

摘要：生产企业的能源消耗一般有煤、电、蒸汽及耗能工质等几大类，某石化公司的氮气作为主要外购耗能工质，是企业生产成本的重要项目，所以准确、合理地使用氮气成为企业精细管理的重要内容。本文章主要分析氮气管网系统计量存在的问题，并制定解决措施，为企业能源计量精细化管理提供数据保障。

关键词：石化行业；能耗；氮气

石化行业主要利用氮气化学性质稳定，一般不与其他物质发生反应的特性，主要用于储罐密封，起到隔离、阻燃、防爆、防腐的作用；装置检修时氮气将装置容器或储罐的易燃易爆、有毒介质进行驱替置换；产品管道输送和管道清洁吹扫、溶剂回收。

1氮气管网系统供消差值异常原因分析

某石化公司使用的氮气主要由工业园区氮气厂家通过管道进行供应，公司内部液氮储罐作为紧急备用，其氮气管网系统供应量与消耗量之间的差值率在50%左右。公司计量主管部门组织计量、仪表、工艺、设备等专业进行为期两个月的联合排查，通过对氮气管网工艺流程和流量仪表的排查，共计检查流量计46台套，检查问题62项，发现整个氮气管网系统供消差值异常大的原因主要由以下几个方面：

1、氮气消耗计量器具配备不齐全，存在缺项和漏项，造成氮气消耗量严重偏低的虚假现象。整个公司一条氮气主管网，各装置和工艺点氮气都是就近接用，氮气管网错综复杂，部分氮气使用点未安装计量仪表或者有些氮气流量计前有分支管线，造成氮气用量无法计量。同时，氮气管网工艺管线的预留阀门、排空阀门和排凝阀门数量多，未加盲板或盲堵，时间长久，阀门维护管理不到位，造成部分阀门密封点渗漏。

2、氮气流量计设计时考虑不周存在缺陷，导致使用时计量数据偏差较大。流量计的量程设计不合理，由于氮气使用场所的特点，绝大多数流量计的量程都是根据装置开停工吹扫置换的最大量进行设计，存在“大马拉小车”现象，导致正常生产时的用量无法测量；同时也存在正常使用时流量计满量程的现象，导致氮气用量测量不准确。很多流量计在设计时没有单独进行温度和压力的设置，只是根据提供的温度和压力等工艺参数进行固定系数转化为标准体积，实际工况与设计参数发生偏离，导致转化的标准体积数据不准确。

3、安装的流量计五花八门，未按要求安装，导致计量数据失准。各氮气使用点安装的流量计类型不统一，有质量流量计、涡街流量计、孔板流量计、喷嘴流量计等，使测量结果的误差增大。流量计安装时存在应力、管道不同心等不规范现象，影响流量计测量准确性。差压式、速度式等对前后直管段要求较高的流量计，安装时未严格按设计进行施工，导致流量计测量数据不准确。

4、计算氮气管网供消平衡时，全部按标准体积进行，通常情况下流量计测量的为工况体积，需要同时测量温度和压力，进行温压补偿，但部分流量计测量的是工况体积，使数据不准确，导致管网差值较大。

5、差压式流量计计算书的流量量程、差压量程等设计参数与DCS系统和现场差压变送器设置的参数不一致，导致测量的数据误差较大。还有部分流量计的计算书等设计资料没有找到，无法对实际工况和设置参数进行核对，暂无法判断流量计所测数据的准确性。

表1  主要问题类型和数量

2针对存在的问题制度的措施

根据排查出的问题的类型和生产的实际状况，要求仪表、工艺、计量、设备等专业将问题分成立即整改、近期整改和检修整改，明确整改负责人，列出整改时间节点，对应的主要整改措施如下：

1、重新对氮气工艺流程进行梳理，将没有计量仪表的纳入检修整改。对于外围管廊硫磺酸性气凝缩罐压液用氮气无流量计的，由于使用点位置多使用频次少且用量不大，暂不考虑安装流量计，要求车间根据压夜次数、氮气压力和凝缩罐容积提供氮气使用量。对排气阀门和拍凝阀门安装盲板；制定氮气泄漏点检查制度，定期进行检查，及时消除泄漏点，降低氮气损耗数量。

2、修改完善相关制度，确定不同介质选用的流量计类型，确保后期安装的流量计达到系统性一致。对已安装的根据装置检修时间、用量大小，择机依次进行更换。对于出现的量程、温压补偿等设计问题，要求车间根据实际工况重新联系进行设计，以准确测量正常用量为原则，装置吹扫置换等异常情况时可投用副线，这样既能达到计量的要求又不影响生产用量需求。

3、对于安装不规范或前后直管段不足影响计量准确性的问题，在不影响生产的条件下切除流量计，重新进行规范安装；目前无法处理的列入整改计划。

4、根据现有氮气管网各区域的压力，对流量计本身设置固有的压力和温度参数进行梳理，对于参数偏差大的进行修改。**装置氮气流量计设置参数绝对压力0.92 MPa、工况密度1.75 kg/m³、补偿系数0.55，与实际工况参数不符（实际工况为：绝对压力0.85 MPa、工况密度8.875 kg/m³、补偿系数1.0），修改后瞬时流量由82 Nm³/h变化为197 Nm³/h。

5、将差压式流量计计算书的流量量程、差压量程等设计参数与DCS系统和现场差压变送器设置的参数不一致的问题作为重点的检查项目，造成这个问题出现的主要原因是工艺车间人员对于流量计测量的数据不认可，随意要求仪表人员根据修改参数以达到自认为的用量。为测量数据的准确性，除了将错误的参数进行修正，还以制度的形式进行规范，防止此类问题的重复出现。**装置氮气流量计的差压变送器差压量程与计算设计的不一致，依据计算书量程修正后瞬时流量由160 Nm³/h变化为372 Nm³/h。

3需进一步进行优化

目前对排查的问题已整改48项，未整改14项，未整改问题主要是界区无流量表、流量计安装不规范、前后直管段不足、流量计设计量程与实际不符、计算书未找到等，此类问题不排除影响计量的准确性，现在氮气管网系统供消的差值率已降15%左右。

通过此次对氮气管网系统供消计量差值异常的分析处理可以看出，影响系统计量数据准确的因素很多，互相制约互相关联，所以必须从测量介质的属性、流量仪表的设计选型、安装、参数设置、日常维护及制度建设方面齐抓共管，才能使测量的数据准确、真实。

参考文献

[1]于粉林，赵首永，霍泉龙.优化氮气系统节能降耗[J].石油/化工通用机械,2017(01):29-33

[2]颜四清.完善氮气计量 促进节能降耗[J].工业计量,2006(01):208-209