能源效率

确保气体分配安全有效

简化系统以降低成本

卡里姆·马赫拉兹 2021年9月21日
礼节:世伟洛克

对于许多实验室、测试中心和工业现场来说,确保安全、连续地供应一次气体和特种气体以支持关键工艺非常重要。确保气体分配系统以最佳性能运行的责任通常落在实验室和可靠性经理、工程师和操作人员身上。不幸的是,许多业务面临着有限的内部资源和效率低下的问题,这可能使这些系统难以得到妥善维护。

例如,如果气瓶使用效率低下或泄漏未被发现,设施可能会积累不必要的成本(见图1)。一些设施也没有准确的系统线路图,这可能会使诊断问题变得困难。最后,如果必须重复测试或结果被认为不准确,可能会出现不适时的挫折和代价高昂的延迟。

图1所示。如果这些问题得不到解决,未被发现的泄漏和低效的气瓶使用可能会导致额外的支出。礼节:世伟洛克

图1所示。如果这些问题得不到解决,未被发现的泄漏和低效的气瓶使用可能会导致额外的支出。礼节:世伟洛克

为了改善对燃气输送系统的评估,并发现任何问题,设施可以聘请有经验的外部顾问,以公正的眼光审视系统,并确定需要改进的地方。拥有这种全新的视角通常会发现那些可能被忽视的问题点。实践提供了一个机会来消除所有先前的假设,并评估一个系统是如何从头开始构建的。

为什么会出现挑战

设计效率低下、组件故障或其他因素可能会妨碍系统正常运行。例如,不当的监管机构可能会对系统性能产生巨大的负面影响。选择正确的调节器是一项专业技能,并非所有设施都能在现场使用,因此与供应商合作以确保这些部件在第一时间是正确的可能会有所帮助。

由于系统非常复杂,解决天然气配送系统面临的所有问题往往既困难又耗时。电厂管理人员可能正在应对其他需要立即关注的更为明显的挑战,或者他们可能没有意识到系统面临的所有问题。这可能导致在短期和长期内花费设施资金的遗留问题。为了防止这种情况发生,一位经验丰富的外部现场工程师可以通过指定最佳组件并提醒工厂经理可能存在的低效率来帮助正确构建系统。

系统和储蓄建议

大多数气体分配系统侧重于调节其输送气体的压力,通常由四个子系统组成:源入口连接、主气体压力控制、自动切换和使用点控制。

气源入口(见图2)将高压气源连接到配气系统。重要的是,进口必须具有适当的气缸连接、软管、油管、过滤器、排气、清洗和泄压功能。一些燃气面板可能不包括标准的气源入口。始终确认组件和面板将使用正确的钢瓶连接器。一些高压和/或危险气体(包括氧气)也需要使用特殊的建筑材料。

图2。世伟洛克气源入口(SSI)在高压气源和分配系统之间建立了连接,并确保可以将气体安全地送入一次气体压力控制或自动切换。礼节:世伟洛克

图2。世伟洛克气源入口(SSI)在高压气源和分配系统之间建立了连接,并确保可以将气体安全地送入一次气体压力控制或自动转换装置。礼节:世伟洛克

主气体压力控制(见图3)完成第一次减压,并确保以正确的流速将源气体输送至系统的下一阶段。通过单个压力调节器或双压力调节器装置实现减压。精确确定正确的入口和输送压力是一项挑战。重要的是,例如,考虑介质之间的差异,例如氨水,瓶装在116 psi(8巴)和氮气,可以装入4351 psi(300巴)。同时,许多使用两级压力调节器的瓶子实际上可能不需要一个。这是一个节省成本的机会。

图3。作为主要气体压力控制装置,世伟洛克气体面板(SGP)完成源气的第一次减压,并确保以正确的流速输送至系统的下一阶段。礼节:世伟洛克

图3。作为主要气体压力控制装置,世伟洛克气体面板(SGP)完成源气的第一次减压,并确保以正确的流速输送至系统的下一阶段。礼节:世伟洛克

自动转换(见图4)无缝地从一个气源切换到另一个气源,以确保不间断供应。这是通过两个压力调节器的交错设定点实现的,允许系统在主气源改变时继续运行。建议寻找一种允许改变转换压力的解决方案,以最大限度地利用气瓶。

图4。世伟洛克自动转换(SCO)系统可从一个气源无缝切换到另一个气源,以确保不间断供应,并有助于减少钢瓶中的废气。礼节:世伟洛克

图4。世伟洛克自动转换(SCO)系统可从一个气源无缝切换到另一个气源,以确保不间断供应,并有助于减少钢瓶中的废气。礼节:世伟洛克

使用点(参见图5)提供了关键的控制最后阶段。通常有压力调节器、压力表和隔离阀,这些子系统为操作人员提供了方便和准确的方法来调整压力。如果可以接受在主气体压力控制和使用点之间变化的管道压力,则可以使用单级压力调节器来降低成本和复杂性。

图5。在使用气体之前,Swagelok Point-of-Use (SPU)提供了关键的压力控制。礼节:世伟洛克

图5。在使用气体之前,Swagelok Point-of-Use (SPU)提供了关键的压力控制。礼节:世伟洛克

优质部件,减少中断

为输气系统选择高质量的部件是其成功运行的关键。如果系统由高质量的部件组成,维护相关的劳动力成本将降低,从而增加设施的整体盈利能力。

气体分配系统的设计也应使其更易于维修。为了减少检修或更换部件所需的时间,设施经理应使用压缩配件代替螺纹配件。这些配件不仅允许灵活地更换部件,而不是更换整个面板,还为技术人员提供了更高效的工作能力,同时还减少了在维修过程中对部件造成意外损坏的可能性。

此外,设施应强调对高质量监管机构的需求,因为它们是天然气分配系统的关键部分。质量最好的监管机构已经经过了数百万次的测试和评级,只要系统在运行,它们就可以持续下去。安装适当的调节器可以完全消除更换它们的需要,降低人工成本和潜在的停机时间,同时提高系统的性能和安全配置。

专家增加价值

当有疑问时,聘请专业压力控制顾问来评估系统升级机会,提供适当调节器尺寸和选择的指导,并监督工程解决方案的设计和组装可能是有意义的。熟悉天然气输送特殊挑战的顾问可以提供:

•关于如何修改现有系统以满足新要求的建议(通常,旧面板会被不必要地处置——请务必询问设计为持久的解决方案)

•由经验丰富的安装人员在合适的设施中制造和测试的气体面板的采购方案(与不太熟练的安装人员现场组装的面板相比,可能减少时间、成本和风险)

•将业务需求放在首位的不偏不倚的建议(在系统或其运营中事先没有所有权的顾问可以提供公正的建议)

咨询人员还可以帮助防止有毒和易燃气体的泄漏,以及确保面板上有清晰的标签和说明。最后,它们可以提供关于如何正确设计系统的指导,使它们易于操作和故障排除(参见图6)。

图6。第三方现场工程师可以提供关键分析,以确定系统升级,通知调节器的尺寸和选择,并指导工程解决方案的设计和组装。礼节:世伟洛克

图6。第三方现场工程师可以提供关键分析,以确定系统升级,通知调节器的尺寸和选择,并指导工程解决方案的设计和组装。礼节:世伟洛克

无论设备的气体分配系统需要完成什么——无论是完全更换还是只是试图了解设备在空气瓶之前更换气瓶的原因——外部压力控制专家都可以帮助诊断问题并提出具有成本效益的解决方案。这些贡献将帮助设施最大限度地投资于天然气分配系统,并保护他们的底线。


卡里姆Mahraz
作者简介:Karim Mahraz是世伟洛克公司分析仪器和定制解决方案的产品经理。
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