选型及安全防护

选型及安全防护（精选十篇）

选型及安全防护 篇1

1 全量型安全阀的结构特点

全量型安全阀是不借助任何外力, 而是利用介质本身的力来排出额定流量的装置, 以防止系统的压力超过规定值。当系统恢复正常压力以后, 阀门应关闭并阻止介质继续流出。全量型安全阀一般是单排汽弹簧式结构, 高温工况一般为防止温度对弹簧刚度的影响而设置有冷却器。带有手动操作系统、上下调节杆以及背压排放管道等机构。入口为焊接或法兰连接, 出口均为法兰连接。

全量型安全阀的结构特点是:a.性能可靠、关闭严密、起跳和回座迅速、排放系数可达0.975、启闭压差可控制在4%~7%、起跳误差不大于l%、密封性能好、调整方便。b.阀门的进口通道设计成拉伐尔喷嘴形状排放介质流速可达超音速, 因此具有最大的排放能力, 可减少安装在锅炉上的安全阀数量。c.阀瓣制成热阀瓣与阀瓣的分体结构, 充分利用热变形及压力辅助密封原理, 使之具备良好的密封性。d.上、下调整环的调整机构在锅炉运行过程中, 可从阀体外部用调整杆直接调整其位置, 安全方便。其独特的结构设计, 保证当介质压力达到整定压力时, 阀门瞬时开启, 并达到全行程;当介质降到回座压力时, 立即关闭, 并保持密封状态。

2 用户选择全量型安全阀时需要提供的参数

2.1 整台锅炉都配全量型安全阀时, 用户需要提出如下数据, 由制造厂协助选型

2.1.1 锅炉最大蒸发量 (Kg/h) ;2.1.2锅炉最高设计压力 (MPa) ;2.1.3过热器出口压力 (MPa) ;2.1.4锅筒最高工作压力 (MPa) ;2.1.5再热器蒸汽流量 (Kg/h) ;2.1.6再热器最高设计压力 (MPa) ;2.1.7再热器蒸汽压力 (MPa) ;2.1.8再热器入口温度 (℃) ;2.1.9再热器出口温度 (℃) 。

2.2 用户应该提供的技术要求

2.2.1 安全阀的整定压力 (MPa) ;2.2.2安全阀的使用数量 (台) ;2.2.3安全阀的公称通径 (DN) ;2.2.4安全阀的启闭压差 (%) ;2.2.5阀门进口焊接坡口形状及尺寸;2.2.6安全阀中心至出口排放管中心之间的距离 (mm) 。

3 全量型安全阀安装

3.1 全量型安全阀的安装。

在设备上安装位置不合理时, 就可能会产生动作失灵, 漏汽和操作检修不便等等, 因此安装时应该注意以下几点:

3.1.1 安全阀在制造厂内经调试合格后出厂, 安装前不允许解体, 应直接垂直安装在系统上。3.1.2安全阀应该安装在检修方便, 调整容易的位置和方向上。3.1.3安全阀应应直接安装在锅筒、联箱及管道的管座上, 管座的内径不得小于安全阀入口内径, 管座高度尽可能低, 与压力容器相接触处内孔要圆弧过渡, 以减少入口阻力。管座足够的强度能承受安全阀排汽产生的反作用力。3.1.4安全阀与排汽管中心线间距不能超过规定值。3.1.5当安全阀出口装消音器时, 消音器应有足够的排放面积以防产生背压, 影响安全阀正常运行和排量。

3.2 排放管的安装

3.2.1 排放管的设计与安装, 应防止外部环境变化以及蒸汽喷射时的波动引起排放管的振动;3.2.2为防止压力容器和排放管的热膨胀给安全阀带来热应力, 安全阀出口必须装设膨胀节;3.2.3排放管内径应比安全阀出口内径大, 长度尽可能短, 避免拐弯;排放管和膨胀节自身的重量不要作用在安全阀上, 应固定在建筑物上, 安全阀应该处于自由状态。

3.3 输水管的安装

3.3.1 全量型安全阀的疏水管应单独装设在每只安全阀与排气弯头上, 要与安全阀以外的输水管道通用, 避免其他设备的输水流到安全阀内, 使机件上发生腐蚀。3.3.2输水管内不准积水或流进雨水。

4 安全阀主要零件的维护及更换标准

4.1 阀体的维护及更换标准

4.1.1 目的。防止密封面泄露以及动作性能不好, 保证受压部位的强度。4.1.2维护检查的方法。目视检查阀座表面是否有缺陷, 目视检查阀体内壁有无磨损冲刷引起壁厚减薄的情况。4.1.3检查时间。通常安全阀的阀体是在大修期进行检查。4.1.4更换标准。无法修理密封面熔焊金属厚度小于4mm、使用年限达到了阀门的寿命或者更换标准。4.1.5修理方法。喷嘴行阀座密封表面对阀体止口不平行度超过0.03mm时, 则必须修正到0.03mm以内

4.2 阀瓣组件的维护及更换标准

4.2.1 目的。防止密封面泄露以及动作性能不好。4.2.2维护检查的方法。目视检查密封面损伤以及导向部位是否有擦伤、咬伤、粘合、卡住等痕迹。4.2.3检查时间。通常安全阀的阀瓣组件是在大修期进行检查。4.2.4更换标准。密封面的堆焊层小于0.4mm、使用年限达到了阀门的寿命或者更换标准。4.2.5修理方法。如图1所示, 当密封面磨损到B>C时, 将C尺寸加工成0.5mm, B允许最小尺寸为0.04mm, 当B<0.04mm时, 将B尺寸加工成设计值尺寸。

4.3 阀杆的维护及更换标准

4.3.1 目的。防止动作性能不好。4.3.2维护检查的方法。目视检查阀杆表面是否有咬伤、粘合、卡住等痕迹。检查阀杆的垂直度超出0.05mm时必须修正, 控制在0.05mm范围内, 磁粉检查阀杆头部是否存在裂纹等缺陷。4.3.3检查时间。通常安全阀的阀杆是在大修期进行检查。4.3.4更换标准。发现缺陷无法修理时, 虽然修正了阀杆的弯曲, 但是测定出阀杆的垂直度超出0.05mm、使用年限达到了阀门的寿命或者更换标准时应更换新的阀杆。4.3.5修理方法。用千分表来测量阀杆的垂直度, 如果垂直度超出0.05mm时, 用机床进行重新加工。

结束语

以上内容阐述了全量型安全阀的特点, 对全量型安全阀的选型以及安装和主要零件的使用维护做了简单的介绍, 只有真正的了解安全阀的使用性能、使用安装后对阀门进行定期维护, 才能保证阀门的使用寿命, 减少更换阀门的次数, 从而降低了成本。

摘要：介绍了全量型安全阀在选型、安装以及维护过程中需要注意的事项, 讲述了阀门合理的安装和维护的方法。

ERP选型班子及选型要点 篇2

前面提到项目组织的连贯性问题，这个小组在“知理·知己”阶段（前期准备工作）负责ERP基础知识培训，进行管理诊断、需求分析和投资效益分析，制定目标和项目定义，在“知彼”阶段要参与项目选型。在“知用”阶段负责项目实施、评价和应用指导。

在“知彼”阶段开始之前，要成立ERP选型班子，以项目筹备组的成员为基本队伍，可以有所增减。小组成员中的业务人员负责考察ERP产品满足流程需求的适应性，IT人员负责对相关技术把关，尤其要关注ERP与其他应用系统的集成、灵活性、可扩展性和安全性。最后，企业管理高层要从战略发展需求和投资回报等方面对各个选型方案进行全面综合评审，拍板定案。

对选型班子成员的具体要求主要是：

（1）具备ERP基础知识。在选型过程中必须是“内行看门道”，不允许“外行看热闹”。也就是通过了“知理”流程。

（2）是各项业务的骨干，参加过业务流程分析，带着理想流程图和功能核查清单的意愿去寻求解决方案。需求分析中涉及的各类流程，都要有相应的业务代表参加，有判别ERP产品强势和劣势的能力。选型是带着问题寻找答案，必须有清晰目标，时刻惦记着“企业要解决什么问题”。也就是通过了“知己”流程。

（3）准备“选型考察提问提纲”、理想业务流程和关键细节的详细说明、上机操练用的测试产品数据和要解决的管理问题，制定选型工作进度计划和各项预算。

（4）秉公办事，不损公肥私。在当前商业贿赂盛行的时代，选型项目一定要本着企业主体意识，坚决抵制任何来自企业内外上下的种种干扰，杜绝索贿和受贿，维护职业道德和人格尊严，不做任何不利于ERP项目的事。

（5）选型班子直接向企业总裁汇报，所有选型过程的对比分析报告、汇报内容、讨论记录和管理高层指示，都必须有文字记录，存档备案。

选型的一般步骤

ERP 选型是寻求解决方案。一般的步骤如下：

1.了解同行业用户的应用情况

选型工作首先对行业应用情况要有一个总体上的了解。可以参照与本企业有相同定位的企业或竞争对手，了解它们选用的ERP系统以及应用情况。有条件可以直接访问，或通过访问政府机构、行业协会、咨询公司间接了解。也可以收集出版物和网站资料，加以分析综合。这项工作在ERP项目立项前后就可以穿插进行。

通过调研，对行业内ERP应用、软件公司及其产品能够有一个总体的轮廓概念。

2.初访软件公司

各软件公司的产品，都有一定的特点及行业定位，各有优势和不足，十全十美的软件是没有的。有些软件公司的定位比较明确，就是针对制造业，或制造业中的某几个行业。要根据“知己”阶段对企业需求的分析，选择5家左右定位相近的软件商，有重点地进行初访。访问过多软件公司会拖延评价周期，增加差旅开支，并不有利。

除了登门访问外，也可采取向重点软件商寄发“征求建议书”的办法，提出企业要解决的问题，征求软件公司的建议。从建议书中了解软件商对本企业所属行业的熟悉程度，以及建议的可操作性，在此基础上再确定有无进一步接触的必要。

一些软件公司有地区代理，各地区代理的水平会有很大差别，和企业同一地区的代理联系工作比较方便，但要注意其实力。现实中也有越过本地区寻找其他地区代理的情况。

3. 带着问题观摩演示

仅仅从软件商的宣传品和产品样本上了解软件是绝对不够的，一定要观看软件演示，对具体的ERP产品有一个直观的认识。观摩软件公司演示时要注意：演示的软件是否只是为了演示专门设计的版本，因为这样的版本不是真正卖给企业的版本。因此，要注意演示所用的版本同出售的版本是否完全一致，而且所有功能是否已经在实际中应用。

观摩演示前，应事先把问题提交给软件商做准备。企业的相关业务人员，要准备好调查提纲，带着企业需要解决的问题和设计的“理想流程图”和“功能核查清单”，请演示人演示，观察软件的设计是如何解决这些问题的，注意其合理性和可操作性。

观摩时要注意软件本身不是演示人，演示人的风度和口才（可能是“花言巧语”或“强词夺理”）不能代表产品是否适用。要记住，演示人或销售人员的目的是推销产品，产品出售后，他们的任务就完成了。在项目实施过程中，与企业长期共事的是实施人员，这时还没有露面，对销售部门的承诺会一无所知，处理不当就会埋下日后的定时炸弹。

要注意各个子系统之间信息和数据的集成性，尤其是当有些子系统是由第三方开发、兼并过来“贴补”到自己的软件包上时，或不同子系统是由几位销售员分别演示时更要留意。

观摩演示还不同于测试软件，要注意抓住主要问题是否能够完满解决，不要纠缠非主流的细节而忽视了主要问题，要照顾软件商的时间和耐心。

4. 访问软件公司的用户

观摩演示后，对比较有意向的软件公司，可以请他们推荐行业或生产相近的企业用户。访问这样的用户，有助于对ERP产品本身及对软件公司有进一步了解，包括成绩和遗憾。要注意软件应用的深度和广度，是仅仅用了几个模块，还是全面应用，要了解为什么有些子系统没有用上或没有用好。还要注意实施周期的长短及原因、服务支持工作、经验和教训等。

这种访问，最好能在一种不受拘束和坦诚的气氛下进行，因为人之常情是不愿意“揭短”的，尤其是揭自己的短，“软件是我选的，说它不好岂非给自己抹黑，被人说成失职”。国内有过这样的情况：用户多次在公开大会上极力赞美软件商，之后却因实施不利又诉诸公堂，真是此一时彼一时。因此，要尽可能掌握真实情况，不要被假象蒙骗。

5. 请咨询公司参谋

在市场竞争的环境下，有时访问同行业用户会有一定困难，尤其是竞争对手。针对这种情况，可以由咨询公司提供帮助和咨询。软件供应商的方案，往往是“我卖什么，建议你买什么”，注意力放在“成交”上。而咨询公司应当是“企业需要什么，建议企业买什么”，或者向企业提供多方案比较，供企业决策参考，注意力放在项目的“成功”和自己的咨询业绩上，成“交”与成“功”一字之差失之千里。咨询公司是企业聘请的，应当完全为企业的利益着想，与企业坐在一条板凳上，是同一方，而不是“第三方”。

6. 用企业的数据上机操练

对最后筛选下来的2至3家公司的软件，可用企业的实际数据，比如说用一个简化的产品部件（10～ 15件左右）,整理好有关参数,带着需要解决的问题,借用软件公司的条件实际操练,作为最后定案的判断。这样做虽然会给软件公司增添一些麻烦，但对企业来讲是必要的，应当争取。从双方愉快合作出发，对软件商也是有好处的。

有条件时，企业的一把手若能亲自提出问题并看到解决方案，对取得管理高层的全力支持会产生积极的作用。最后的选择非常关键，一把手今后还要亲自使用，如果能够亲自出面考核，有助于做出正确的决策。

7.招标和专家评审问题

选择ERP产品并不一定非要采取招标的形式。但是，像世界银行贷款这类的项目往往要求通过招标来确定软件公司，以示公正。即使采用招标方式，前面谈到的步骤依然不可忽视。招标书列出的管理功能要求应在企业需求分析的基础上提出，而不是简单地罗列ERP产品的各种基本功能，抓不到重点。对服务支持工作的基本要求和条件也应同时提出。

如果一个项目包含了多个企业（如集团公司），各企业的行业或生产性质又不完全相同，应该分别列出各个企业的需求，不要笼统地混在一起提条件。例如，一个机床集团，其中有批量生产的机床（MTO）、有按照订单定制的机床（ETO）、有处于产业链上不同位置的企业，它们对软件功能的要求是有很大区别的，招标时要分别列出各个企业的特殊要求，不要笼统地用一种要求来概括。

不要唆使软件商互相揭短，靠软件商相互攻击并不能得出正确的结论，因为各公司的人员并不一定能够确切了解其他公司产品的情况。所以还是要坚持企业主体意识，根据已经走过的“知理·知己”流程来判别是非。

运作规范的公司都有一种潜规则，就是只谈自己的优势和解决方案，决不恶语伤人。软件行业人员流动性很大，有时会遇到某个业务员由于各种原因离开了原来的公司，对原来公司带有相当大的主观成见甚至夹杂个人恩怨，对他的评论只能姑妄听之，不可全信，不能干扰企业的正确选型。

企业在最后拍板定夺之前，如果有需要，可以请专家对最后筛选的2至3家软件商进行评审。一般由软件商提出项目建议书或解决方案，请专家参与答辩会，提出问题，最后写出专家评审意见，作为企业决策时参考。

参与评审的专家应当是从事ERP项目，有实践经验的人士，ERP项目不同于一般泛泛的“管理信息系统”，有它的特殊问题需要关注。因此，评审人员的专业一定要对口，要熟悉ERP，熟悉企业所在的行业。不要只看专家的头衔和声望，有时“小人物”的观点却是非常中肯和务实的。有可能的话，评标的专业人士也可以是今后验收会的评议专家。

有时企业早已内定好软件商，评标只是走走过场。只要是坚持企业主体意识，企业对ERP项目自主负责，这种形式主义完全没有必要。

8.洽谈与签约

经过周密选型后，企业最高管理层做出决策，选定软件商和实施顾问单位，进入选型的最后阶段——恰谈与签约。

前面第131节介绍的“项目定义”，这时就要派上用处。以企业提出的草稿为蓝本，经过双方讨论修订，形成合同的组成部分。对软件价格，则要比照投资效益分析得出的结论，按照共赢和长期合作的原则来商定，而不是单纯侃价。

选型及安全防护 篇3

我国石化工业从60年代初发展至今已经历经40多年历程, 如今石化工业已经成为我们国民经济的支柱产业。石化行业的特点是爆炸源多, 石化装置中大多数反应物料, 介质及成品为易燃, 易爆物质, 一旦泄露, 易燃, 易爆物质或其蒸气和氧气等助燃性气体混合达到一定的比例形成的混合气体遇点火源发生爆炸时, 其破坏程度不亚于烈性炸药的威力, 这一特点决定了石油化工行业的防火防爆的艰巨性。为了防范这种工程爆炸, 需在工程中采取相应的措施:及在设计中严谨、细致的正确划分爆炸危险区域的等级;经济合理的按级选用防爆电气设备;加强安全应用的防爆措施;以防止爆炸条件的形成和减轻爆炸危险的程度, 才能做好切实做好石化生产的电气安全管理工作, 确保石化生产安全, 高效。

2 爆炸危险区域的划分

2.1 释放源的概念及分级

所谓释放源是指可释放出易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点, 释放源的存在是形成爆炸性气体环境危险区域的原因所在。

释放源按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分为连续级释放源, 第一级释放源, 第二级释放源和多级释放源, 各级释放源的分级如下:

(1) 连续级释放源:连续释放或预计长期释放的释放源。

如:固定顶的油罐上部空间和排气口;敞开的可燃性液体容器的液面附近处。

(2) 一级释放源:预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源

如:正常工作中, 预计会释放可燃性物质的泄压阀、排气孔或其他开孔等。

(3) 二级释放源:预计在正常时不会释放, 即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源

如:正常运行时, 不可能泄露的压缩机或阀门的密封处;不可能泄露的法兰、连接件和管道接头;不可能向空间释放的可燃性物质取样点等。

(4) 多级释放源:由上述两种或三种级别释放源组成的释放源。

在确定释放源时, 不应考虑工艺容器、大型管道或贮罐等的破坏性事故, 如加工容器、大型管道或罐的炸裂等不认为是释放源

2.2 爆炸危险场所的分类, 分级, 和危险区域的划分

2.2.1 爆炸危险场所的分类

爆炸危险场所按爆炸性物质的物态, 分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所两类

2.2.2 爆炸危险场所的分级

爆炸危险场所的分级原则是按爆炸性物质出现的频度, 持续时间和危险程度而划分为不同危险等级的区域。

2.2.3 气体、粉尘爆炸危险场所的区域划分

爆炸性气体, 可燃蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物的场所;爆炸性粉尘和可燃纤维与空气混合形成爆炸性混合物的场所, 中国按其危险程度分为划分为三个和两个区域等级, 见下表:

(2) 划分区域类型主要取决于场所中释放源的等级和通风条件。一般来说, 连续级释放源形成0区, 1级释放源形成1区, 2级释放源形成2区。然后应该根据通风条件调整区域划分。当通风良好时, 应该降低危险区域等级, 反之, 当通风不良时应该提高危险区域等级。

2.3 爆炸危险区域的范围

划分区域范围主要受场所中爆炸性危险气体或蒸气的释放速率、气体的爆炸下限、通风条件、相对密度因素的影响, 此外与易燃物质的泄出量、释放的爆炸气体混合物的浓度、易燃液体的沸点 (液体混合物初沸点) 等也有着一定的关系。

(1) 释放速度:释放速率越大, 单位时间内释放到环境中的可燃性物质量越多, 则危险区域的范围就越大。如果预计实践中可燃性物质的释放速率很大, 则危险区域的范围应该相应扩大。例如, 油井设施危险区域的划分是指一般情况, 如果油井的油压或气压非常高, 则危险区域的相应范围就会扩大。

(2) 爆炸下限:对于一定的释放量, 爆炸下限低, 则浓度达到爆炸下限之上的爆炸性气体混合物的量相应增加, 危险区域的范围也会相应变大。

(3) 通风量等:加大通风量, 能缩小危险区域的范围。因为风可以将环境中泄露的可燃性气体或蒸气吹去或稀释, 使爆炸危险环境的范围缩小;如果通风效果良好, 通风换气量足够大, 并且通风连续存在, 例如具有备用风机等, 则可以降低危险区域等级。释放源周围的障碍物会影响通风效果, 能使危险区域范围扩大。另一方面, 如果障碍物能阻挡可燃性气体或蒸气向外围进一步扩散, 则障碍物能限制爆炸危险区域进一步向外围扩展。

注: (1) 正常是指设备的正常启动, 停止, 正常运行和维修;不正常情况是指可能发生设备故障或误操作

(4) 气体或蒸气的相对密度:如果气体或蒸气的密度比空气小, 则它们就趋于向上飘逸;如果比空气重, 则它们就趋于沉积在地面上。在地面附近, 危险区域的水平范围将随着气体或蒸气的相对密度的增加而增大, 而在释放源上方垂直方向的危险区域范围将随着密度的减小而扩大。如果气体或蒸气的密度比空气小, 则称作轻于空气。实践中, 如果相对密度大于1.2, 则认为重于空气。

3 防爆标志说明

防爆电气设备按GB3836标准要求, 防爆电气设备的防爆标志组成:

防爆标志 (EX) +防爆形式+设备类别+ (气体组别) +温度组别

3.1 防爆形式

根据所采取的防爆措施, 可把防爆电气设备分为如下10种常用类型, 标志如表1所示:

(1) 隔爆型 (d) :隔爆又称耐压防爆。具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。隔爆外壳既能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力, 也能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。

隔爆型仪表较笨重, 但比较简单, 不需要如安全栅之类的关联设备。在打开表盖前, 必须先关掉电源, 否则一旦产生火花, 便会暴露在大气之中, 从而出现危险。

(2) 增安型 (e) :正常运行条件下, 不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度, 并在结构上采取措施 (如密封等) , 提高其安全程度, 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。

(3) 本质安全型 (i) :全部电路均为本质安全电路。所谓本质安全电路是指在规定条件下, 在正常工作或规定的故障状态下, 产生的电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物的电路。它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物, 并可以在通电的情况下进行维修和调整。但是, 它不能单独使用必须和本安关联设备 (安全栅) 、外部配线一起组成本安电路, 才能发挥防爆功能。分为ia, ib两种等级。

(4) 正压型 (P) :向仪表外壳内充入正压的洁净空气、惰性气体, 或连续通入洁净空气、不燃性气体, 保持外壳内部保护气体的压力高于周围危险性环境的压力, 阻止外部爆炸性气体混合物进入壳内, 而使电气部件的危险源与之隔离的仪表设备

(5) 防爆特殊型 (s) :凡是在结构上不属于上述基本类型, 或上述基本防爆型的组合, 而采取其它特殊措施经充分试验又确实证明具有防止引燃爆炸性气体混合物能力的电气设备。

(6) 粉尘防爆型 (dip) :按规定条件设计制造, 使其外壳能阻止可燃粉尘或进入量不会妨碍设备安全运行, 内部堆积的粉尘也不易产生点燃危险, 从而保证使用时不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备。

3.2 设备类型

爆炸性气体环境用电气设备分为:

I类:煤矿井下用电气设备。

II类:除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。

III类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为IIA, IIB, IIC类。

3.3 气体组别

我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为4个危险等级;美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分为三个CLASS (类别) :CLASS I气体和蒸气;CLASSII尘埃;CLASS III纤维。然后再将气体和尘埃分成组, 气体组别如表2所示:

3.4 温度组别

爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的温度极限值。电气设备按其最高表面温度分为T1～T6组, 使得对应的T1～T6组的电气设备的最高表面温度不能超过对应的温度组别的允许值。

3.5 防爆产品的防爆标志设置要求及石化项目中常用防爆产品选型举例说明

3.5.1 设置标志要求:

(1) 应在电气设备主体部分的明显地方设置清晰的永久性标志“Ex”字样;

(2) 标志必须考虑到在可能存在的化学腐蚀下, 仍然清晰和耐久。如标志Ex、防爆型式、类别、温度组别、防爆合格证编号、其他需要标出的特殊条件、有关防爆型式专用标准规定的附加标志、产品出厂日期或产品编号等可用凸纹或凹纹标在外壳的明显处, 标志牌的材质应采用耐化学腐蚀的材料, 如青铜、黄铜或不锈钢。

3.5.2 石化项目中常用防爆产品选型举例:

(1) 如电气设备为ⅡB类隔爆型T3组, 标志为ExdⅡBT3。

(2) 如电气设备为Ⅱ类增安型, 温度组别为T2组, 标志为ExeⅡT2。

(3) 如电气设备采用一种以上的复合型式, 则先标出主体防爆型式, 后标出其它防爆型式, 如主体采用增安型内装ⅡC类隔爆部件, 温度组别为T4, 标志为ExedⅡCT4。

(4) 如电气设备为粉尘防爆防尘型T11组, A型设备用于21区。标志为:DIPDP A21T11。

(5) 对只允许使用于一种可燃性气体或蒸气环境中的电气设备, 其际志可用该气体或蒸气的化学分子式或名称表示, 这时可不必注明级别与温度组别。例:Ⅱ类用于氨气环境的隔爆型:ExdII (NH3) 或ExdII (氨)

(6) 对于Ⅱ类电气设备的标志, 可以标温度组别, 也可以标最高表面温度, 或二者都标出。例如:最高表面温度为125℃的工厂用增安型:CⅡT4;CⅡ (125℃) 或CⅡT4 (125℃) 。

(7) 对适用于矿井中除沼气外, 正常情况下还有II类气体组别为B组, 温度组别为T3的可燃性气体的隔爆型电气设备, 则防爆标志为:ExdI/IIBT3

3.6 国际上常用的防爆电气设备标识举例

4 爆炸危险场所防爆电气设备选型

4.1 根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求, 选择相应的电气设备。

(1) 爆炸危险场所环境的类别, 是爆炸性气体环境还是爆炸性粉尘环境。不同的爆炸性介质其电气设备的防爆结构要求是不一样的。我们通常在说的防爆设备大多指的是爆炸性气体环境中使用的, 如dⅡBT4、dⅡCT6等等。

(2) 用于爆炸性粉尘环境中使用的防爆标志为DIP, 类别为DT (DP) , DT为尘密型, 主要用于爆炸性粉尘10区环境和其它爆炸性粉尘11区环境;DP为防尘型, 主要用于可燃性非导电粉尘和可燃纤维的11区环境。温度组别为T11-T13, 然后根据使用场所和温度来选型。

(3) 环境中如爆炸性气体、粉尘或可燃纤维同时存在, 则须选择相应的气体和粉尘双防爆的电气设备, 例如DIP A21T4/ExdIICT4。

4.2

选用的防爆电气设备的级别和组别, 不应低于爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时, 应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。

(1) 根据场所中爆炸性气体或蒸气的的引燃温度选择设备的温度组别

(2) 根据场所中可能出现的爆炸性气体或蒸气的爆炸等级选择设备的的级别

4.3 外部环境因素的影响:

爆炸危险性区域内的电气设备, 应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。电气设备结构应满足电气设备在规定运行条件下不降低防爆性能的要求。

4.4 0区、1区和2区内各种电气设备防爆结构选型的规定, 注意以下几点:

(1) 内部经常产生电弧或电火花的电气设备, 即使是隔爆型结构, 也尽量避免在1区使用。

(2) 增安型设备虽然在温升方面增加了安全程度, 但是设备自身内部发生故障时, 就无法保证防爆性能, 不宜在1区使用。

在考虑以上几条基本要求后, 可选择能满足要求的防爆电气产品。对有些必须布置在爆炸危险区域内的电气设备, 而其防爆要求又不能满足场所要求的时候, 可采用正压通风的措施来达到防爆的要求。有关正压通风的具体要求详见国标G50058-92。

5 防止电气设备失爆及安全应用的措施

5.1 正确选用和采购防爆设备

正确选用和采购防爆产品是电气防爆安全的基本保障、在爆炸危险场所设置电气设备时, 应选用符合国家标准且适用于该危险区的防爆电气设备, 确认系审查通过专业机构的防爆合格证;防爆电气产品的检验报告及相关技术文件;生产许可证;产品的质量证明文件, 如防腐报告, 防护试验报告等;国外进口的防爆电气设备按照国家规定, 必须取得中国检验机构的防爆合格证才可使用。

5.2 加强安全法规和专业技术培训

应加强石化行业一线工人的安全技术培训, 认真学习国家安全生产法以及国家相关安全生产法规, 提高工人安全作业意识和技术水平。定期或不定期地组织相关人员进行防爆技能的培训学习。广泛、深入地掌握防爆电气应用方面的知识和相应技术标准, 提高他们对防爆电气安全的意识和技能。杜绝误操作和违章作业的现象。降低电气设备故障率, 确保电气设备安全。

5.3 加强防爆电气设备的维护与保养

若安装维护保养不当, 也会导致防爆机理失效, 从而使防爆电气设备丧失防爆能力、故在电气设备安装维护保养时, 必须做到以下几点:

(1) 防爆电气设备的隔爆结合面应清洁、无裂纹、损伤、衬垫应良好, 隔爆面不能有锈蚀层。接线盒应紧固, 且固定螺栓和防松装置。

(2) 电气线路进入防爆电气设备时必须符合相关要求;电缆进线装置应密封可靠, 电缆线路的进线装置、接线盒、分线盒等必须采用隔爆型;所选用的导线或电缆的规格及敷设必须符合防爆要求。

(3) 电气设备上的各种保护、联锁、检测、报警、接地等装置应齐全完整。接地或接零, 应符合规定, 防静电接地, 应符合设计要求。

(4) 专业维护检查时, 必须切断电源后才能打孔设备盖子检查, 并在电闸上悬挂警告牌;尽量少打开隔爆型设备的隔爆外壳;严禁打开设备的密封盒、接线盒、进线装置、隔离密封盒和观察窗等。

5.4 保证安全供电

安全供电是减少电气设备故障, 保障石化生产安全的重要环节。电气设备运行中的电压、电流、温度等参数不应超过额定允许值、特别要注意线路的接头或电气设备进出线连接处的发热情况。在有气体或蒸汽爆炸混合物的环境中, 电气设备表面温度和温升应符合规定的要求;在有粉尘或纤维爆炸性混合物的环境中, 电气设备表面温度一般不应该超过125°C。

石化企业爆炸危险场所多, 防爆电气设备使用多, 石化工业防爆直接关系到生产作业管理的安全。因此应注意根据电气防爆类别及环境的区域等级, 选用合适的防爆电气设备, 使防爆电气的安全性能满足爆炸危险环境要求。同时在正确选择防爆产品的基础上, 还应加强对石化职工队伍的技术培训, 养成自觉遵守安全规程正确作业的习惯, 熟练掌握其负担作业内容的安全知识和技能, 最大限度的防止电气设备的失爆, 确保石化工业安全、高效、稳定生产。

摘要：本文利用作者在石化企业采购防爆电气设备的一些体会和经验, 介绍了石化企业中, 爆炸危险区域划分需遵照的规范要求和如何在不同的爆炸危险区域中选用不同防爆等级的电气设备以及安全应用的防爆措施。

关键词：防爆区域,划分,防爆电气设备,选型,防爆措施

参考文献

[1]GB3836.1-83《防爆性环境用防爆电气设备通用要求》.

[2]鲁永江, 石油化工企业电气防爆设计, 学术论文集, 2009年.

基于漏电保护器的研究及选型应用 篇4

[关键词]漏电保护器；选型原则

随着工业技术的快速发展，漏电开关，又叫漏电断路器已广泛应用于电气领域中，主要功能是用在设备漏电时具有一种保护功能，通过对漏电设备电流检测或电压检测，当出现异常时，将驱动执行机构切断电源，对人身安全及财产具有保护作用，具有可靠的过载和短路保护特性，可用来保护线路或电动机的过载和短路，因此，通过对漏电保护原理的研究，选择合适的型号对于保护设备及人身安全具有重要的实际意义。

一、漏电保护器工作原理及分类

1.漏电保护器原理

漏电保护器又称剩余电流保护器（RCD），是低压供电系统普遍采用的预防人体触电的五大措施之一，漏电保护的五大措施主要有：电气设备绝缘、保护接零（地）、等电位联结、漏电保护器和电工安全用具措施。漏电保护器可分为电压型和电流型两大类，常用到主要是电流型漏电保护器。电流型漏电保护器的原理见图l，保护器由零序电流互感器、电子放大器、晶闸管和脱扣器等部分组成。零序电流互感器是关键器件，制造要求很高，其构造和原理跟普通电流互感器基本相同，零序电流互感器的初级线圈是绞合在一起的4根线，3根火线1根零线，而普通电流互感器的初级线圈只是1根火线。初级线圈的4根线要全部穿过互感器的铁芯，4根线的一端接电源的主开关，另一端接负载。正常情况下，不管三相负载平衡与否，同一时刻4根线的电流和（矢量和）都为零，4根线的合成磁通也为零，故零序电流互感器的次级线圈没有输出信号。当火线对地漏电时，如图中人体触电时，触电电流经大地和接地装置回到中性点。这样同一时刻4根线的电流和不再为零，产生了剩余电流，剩余电流使铁芯中有磁通通过，从而互感器的次级线圈有电流信号输出。互感器输出的微弱电流信号输入到电子放大器6进行放大，放大器的输出信号用作晶闸管7的触发信号，触发信号使晶闸管导通，晶闸管的导通电流流过脱扣器线圈8使脱扣器动作而将主开关2断开。压敏电阻5的阻值随其端电压的升高而降低，压敏电阻的作用是稳定放大器6的电源电压。

2. 漏电保护器分类

依据漏电保护器原理，漏电保护器可分为电压型、电流型和脉冲型三种。常用的主要是电流型保护器，按其主要功能和用途可分为：1）漏电保护继电器，具有自动对电流检测和判断的，但不能切断主回路的保护装置；2）漏电保护开关，同时具备自动诊断和检测和自动切断主回路的保护装置，与相关的检测器件构成低压开关元件，当回路中有漏电电压或电流时，可促使执行机构切断电路，起到保护的作用；3）漏电保护插座，保护插座是将插座和漏电开关相互组合，当主回路中发生漏电或绝缘破坏时，漏电保护開关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。给插座起到一种保护的功能，一般额定电流20 A以下，多用于灵敏度高的家用电器。

二、漏电保护器的选型原则及应用

1.漏电保护器的选型原则

漏电保护器的选型原则应根据国家颁布的《漏电保护器安全监察规定》和《漏电保护器安装与运行》等标准进行选择，并根据实际应用级别及电路回路的电压参考值进行，考虑被控回路中漏电电流及相关设备接地电阻数值相关因数确定，确保选型原则即能满足回路供电需求，又要起到保护设备及人身安全，也应考虑到投资成本问题，因此，漏电保护器选择具有对回路起到安全顺行的保障。

2.漏电保护器的运行

漏电保护器投入运行以后，应定期对其进行维护判断，通过对漏电保护器一些特殊参数进行试验，包括动作时间、漏电动作值、不动作电流，都要做好详细的记录，每月定期检查一次，并和初始安装值对应参考，进行判断当前保护器的使用质量。对漏电保护器上的一些按钮要做测试，漏电保护器如果不动作或者动作不正常时，一般为漏电保护器本身原因，或者线路问题，应根据实际情况具体分析，一旦漏电保护器损坏应及时更换，不要自主拆卸和调整漏电保护器的内部器件及参数，也不能直接投入使用，应做相应的测试后，确保其运行稳定，方可再投入使用。

三、漏电保护器的安装

除应遵守常规的电气设备安装规程外，漏电保护器安装过程还应注意以下几点：

标有电源侧和负荷侧的漏电保护器不得接反。如果接反，会导致电子式漏电保护器的脱扣线圈无法随电源切断而断电，以致长时间通电而烧毁。

安装漏电保护器不得拆除或放弃原有的安全防护措施，漏电保护器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。

安装漏电保护器时，必须严格区分中性线和保护线。使用三极四线式和四极四线式漏电保护器时，中性线应接入漏电保护器。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线。

工作零线不得在漏电保护器负荷侧重复接地，否则漏电保护器不能正常工作。 采用漏电保护器的支路，其工作零线只能作为本回路的零线，禁止与其他回路工作零线相连，其他线路或设备也不能借用已采用漏电保护器后的线路或设备的工作零线。

安装完成后，应漏电保护器进行试验，以保证其灵敏度和可靠性。试验时可操作试验按钮三次，带负荷分合三次，确认动作正确无误，方可正式投入使用。

四、结语

综上所述，正确合理掌握漏电保护器的选型、使用、维护原理和方法，能够实现安全保护的目的，在使用过程中充分发挥其应有的作用，防止因供电漏电造成的经济损失，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]马晓明，丁平.某型漏电保护器的分析与改进[J].现代电子技术，2008（20）.

[2]李晓明.漏电保护器的选择及应用[J].硅谷，2011（12）.

选型及安全防护 篇5

1 影响高层建筑结构选型的因素

1.1 建筑功能因素

建筑功能在高层建筑项目方案形成时就已经确定, 建筑的机构设计也要以建筑功能为主来开展, 这是建筑结构选型中最基础和最重要的影响因素。为了满足建筑功能的需要, 在结构选型中就必须设计出符合其功能的结构形式, 满足建筑物对空间要求和使用功能要求等。如高层住宅, 由于其使用空间较小, 分隔的墙体较多, 而且隔层的平面不知基本相同, 因此这种功能的建筑就比较适合剪力墙或框架剪力墙结构。

1.2 结构受力合理性

高层建筑机构不同, 其受力特征也各不相同, 有的结构可能在抗风方面比较突出, 而有的结构在抗震方面表现优异。选型时, 要认真分析理学要求, 综合比较各个体系的优缺点, 然后结合其他的因素进行综合分析, 保证结构能够达到有效抗风、可靠抗震和应力分布合理等效果。如要考虑到环境条件对高层建筑结构设计的影响, 在风荷载较大的地区, 在设计上要重视其对梁、柱、墙等称重构建的影响, 保证人们不因为建筑结构晃动产生不舒服的感觉。

1.3 结构的施工方便性

建筑工程的施工技术水平和施工工艺对建筑结构形式有着很大的影响。如采用先进的施工技术实现先进的结构形式;将建筑结构方案与施工条件紧密的结合起来;要考虑建筑结构在施工阶段和试用阶段受力情况的差异, 如升板结构在试用阶段采用现浇无梁楼盖结构, 柱与板之间刚接, 而在施工阶段, 柱板之间节点之间只能视为铰接。同时, 在同样的结构选型中, 还要考虑机械设备、建筑材料、施工时间和建筑成本的不同的技术经济指标, 以及抗剪能力和抗震性等方面对建筑施工的影响。

1.4 建筑经济因素

经济因素是所有建筑项目都必须要慎重考虑的因素, 尤其是对于高层建筑来讲, 规模的扩大、工期的延长, 以及人员和材料的增多等都需要消耗更多的成本, 其资金的管理也更复杂。因此, 在高层建筑结构选型时, 必须采用综合经济分析的手段认真衡量结构方案的经济性, 以便达到最优效果。如要综合考虑结构方案对建筑物造价的影响, 不要过分在意某些结构材料单价过高, 但这可能会令整体造价降低;考虑结构全寿命期费用, 进行结构方案的经济分析时, 不应该只考虑一次性投入, 还要考虑到整个寿命期内的维护和养护费用。

1.5 结构的美学性

建筑艺术形象的关键因素就是僵住物的结构, 这主要表现在建筑结构选型的外观是否与城市文化内涵相吻合;其形状特点是否符合人们的审美需求等。如可以利用钢结构在表现技术美、艺术美和自然美等方面上得天独厚的优势, 将建筑的结构造型和建筑美学完美统一, 通过钢结构强烈的艺术表现力将建筑设计成艺术作品, 带给人们力量与美的感受, 达到结构形式和建筑空间艺术的完美融合。

2 高层建筑选型的方法与原则

高层建筑的机构选型和设计受到很多因素的影响和干扰, 这需要设计人员要有精深的专业知识、强大的综合分析能力和丰富的建筑结构设计经验。但是由于外在环境和建筑施工中仍然存在很多的不确定因素, 因此, 在对高层建筑结构选型的时候, 还是需要按照一定的方法和原则进行选型设计。

2.1 量化重要指标

在影响高层建筑选型的各方面因素中, 提取可以量化的指标, 如层高、层数、最大风压和最大层问位移等作为输入节点, 高层建筑的结构形式作为输出节点, 收集样本, 利用神经网络进行训练和检测。在解决高层建筑结构选型的问题中, 可以利用神经网络存储的专家的设计经验, 得知该建筑符合那种结构形式。

2.2 进行层次分析

在方案的评价阶段利用基于层次分析法的模糊综合评判方法, 将许多在建筑结构选型中不可量化的影响因素, 如经济性、安全性和美观性等, 进行全面的考虑, 明确影响高层建筑的定性与定量因素, 使选型结果更加科学、合理、有效, 更具有说服力和理论依据。

2.3 遵循选型原则

在长期的工程实践中, 建筑设计人员综合各方面对建筑选型的影响和要求, 总结出一些在建筑结构选型中应当遵循的基本原则。如建筑结构必须具备的力学性质;建筑结构应考虑的主体抗震性能;建筑结构的布置合理性等。在高层结构建筑结构选型中, 遵循这些选型原则, 可以使选型的结果更加科学合理。

3 结语

随着经济社会的发展, 高层建筑越来越多的出现在人们的视野和生活中, 高层建筑的施工工艺和技术也越来越成熟和完善。但是在高层建筑的实际选型工作中, 很多结构设计人员未能深入领悟选型的各个影响因素及其之间错综复杂的关系, 从而造成决策的失误。在高层建筑的选型中, 结构设计人员要充分考虑影响选型的诸多因素, 综合分析各个因素的特点及其影响力度, 遵循一定的高层建筑结构选型方法和原则, 综合协调好各种影响因素之间的关系和平衡, 才能真正地做好高层建筑结构的选型工作。

参考文献

[1]丁笑影, 郭建.高层建筑选型影响因素分析及选型方法的研究[J].山西建筑, 2010 (01) .

选型及安全防护 篇6

液氨储罐一般设计压力为2.16MPa, 根据《压力容器安全技术监察规程》, 属于第三类压力容器, 必须设计安全阀【1】。安全阀能有效防止氨罐内部压力超过限度而发生爆裂或泄漏, 准确进行安全阀的计算和选型非常重要。本文针对液氨、气氨的物性, 将液氨储罐安全阀计算公式进一步简化, 以方便设计人员计算和选型。

一、氨罐安全泄放量的计算

氨罐的安全泄放量是氨罐在超压时为保证它的压力不再升高, 在单位时间内所必须泄放的气量。在计算安全阀时, 应该考虑最为苛刻的状态下产生的最大泄放量, 才能满足所有的情况都能使用。当氨罐暴露在外部火灾时, 液氨汽化, 氨罐压力迅速升高, 安全阀的泄放量最大, 一般情况, 氨罐不设置保温层, 氨罐安全泄放量按照下式计算:

式中:W——液氨储罐的安全泄放量, kg/h;

Hl——泄放条件下的汽化热, k J/kg;

Ae——润湿面积, m2;

F——储罐外壁校正系数, 储罐在地面上无保温:F=1.0;储罐在地面下用砂土覆盖:F=0.3;储罐顶部设有大于10L/ (m2·min) 水喷淋装置:F=0.6。

不同型式设备的湿润面积计算不同, 对椭圆封头卧式储罐, Ae=πD (L+0.3D) ;对于立式储罐或半球形封头卧式储罐, Ae=πDL;对于球形储罐, Ae=0.5πD2。上述公式中:D为设备外径, m;L为卧罐总长 (包括封头) 或立罐最高液位, m【3】。

二、最小泄放面积的计算

式中:

Pb——背压 (安全阀出口侧压力, 绝压) , MPa;

Pcf——临界流动压力, MPa;

Pd——泄放压力或排放压力, Pd=1.1 Ps+0.1, (绝压) MPa;

k——绝热指数, 对于氨气, k=1.31;

Ps——安全阀的开启压力或整定压力, 一般为最高工作压力的1.05-1.1倍, (绝压) MPa;

液氨储罐安全阀放空气一般排放至氨气洗涤系统集中处理, 其背压接近当地大气压。一般情况, 液氨储罐的工作温度40℃, 工作压力1.9 MPa, 安全阀的开启压力Ps=1.06×1.9=2.0MPa, 泄放压力Pd=1.1×2.0+0.1=2.3 MPa, 背压Pb约为0.1 MPa。代入上式判断液氨储罐安全阀排放状态一般为临界条件【3】。临界状态下, 安全阀的最小泄放面积计算公式为:

式中:

A——最小泄放面积, mm2;

W——液氨储罐的安全泄放量, kg/h;

K——安全阀的流量系数, 由制造厂提供, 若没有制造厂的数据时, 对于全启式安全阀K=0.6~0.7;对于带调节圈的微启式安全阀:K=0.4~0.5;对于不带调节圈的微启式安全阀:K=0.25~0.35;液氨储罐需要较大的排气能力, 选用全启式安全阀, K取0.6比较合适。

Pd——泄放压力, MPa;

Z——安全阀进口处气体压缩因子, 查气体压缩因子图即可;

T——泄放温度, 即泄放压力下的饱和蒸汽的温度, K;

M——分子量, 氨气取17.03kg/kmol。

公式 (1) 代入 (2) 中, 简化得到液氨储罐安全阀的最小泄放面积。

三、氨罐安全阀的选型

由于液氨容易汽化, 氨罐需要较大的排气能力, 需要选用全启式安全阀。根据上面计算出的安全阀最小泄放面积, 计算安全阀喉径:

对于压力容器, 要求安全阀的排量必须大干等于压力容器的安全泄放量, 上式计算出的喉径是最小理论喉径, 在实际选型时应考虑一定富余。查询安全阀公称直径与喉径关系或喉径代号与喉径截面积关系即可确定安全阀尺寸型号。液氨储罐工作压力比较高, 安全阀一般选用PN25以上的公称压力。

氨罐安全阀必须是密封式, 有效防止氨气外漏, 密封面采用PTFE (聚四氟乙烯) 软密封, 安全阀材质要求不能用铜材料。

四、氨罐安全阀的安装

安全阀收货时检查其产品合格证及出厂压力调试报告, 安装前要送到当地校验所进行再次复校, 加以铅封并出具安全阀校验报告【2】。安全阀应垂直安装, 保持良好的密封性, 并装设在容器或管道气相界面位置上。安全阀的出口阻力尽可能小, 装设排泄总管, 其内径应大于安全阀的出口通径, 低温天气安全阀排除口应注意防冻, 防止水气结冰堵塞。

安全阀入口处应安装氨用切断阀, 正常运行时, 该阀必须保持全开并加铅封, 切断阀的直径不应小于安全阀的入口直径。超过100m3的液氨储罐应设双安全阀。

安全阀宜设旁通线, 旁通线的管径不宜小于安全阀的入口直径。

结论

安全阀设置的正确与否对整个装置系统的安全生产起着举足轻重的作用, 因此在液氨罐的设计过程中, 一定要重视安全阀的计算及选型。

参考文献

[1]TSG R0004-2009.固定式压力容器安全技术监察规程.

[2]GB/T 12241-2005.安全阀的一般要求[S].

某闪蒸罐上安全阀的计算和选型 篇7

安全阀是受压设备 (如:容器、管道) 上的超压保护装置。当设备压力升高达到预定值时, 安全阀自动开启泄压, 防止设备压力继续升高。当压力降低到规定值时, 安全阀及时自动关闭, 防止设备内介质大量流失。安全阀的启闭件受外力作用下处于常闭状态, 当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时, 通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。安全阀属于自动阀类, 主要用于锅炉、压力容器和管道上, 控制压力不超过规定值, 对人身安全和设备运行起重要保护作用。

在安全阀计算中, 有采用A P I与ASME计算, 两者的区别是泄放系数Kd的取值不同。对于气相排放, API 520取Kd=0.975, ASME选取的是具体安全阀的实测值。本文采用API-520的计算公式对某闪蒸罐上的安全阀进行计算和选型。

2 安全阀的分类和选型

安全阀按结构形式分为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀、脉冲式安全阀, 其中弹簧式安全阀应用最为普遍;按连接方式分为螺纹安全阀和法兰安全阀。

安全阀的形式依据不用介质选用不同的形式。排放气体或蒸汽时, 选用全启式安全阀;排放液体时, 选用全启式或微启式安全阀;排放水蒸汽或空气时, 可选用带扳手的安全阀;对设定压力大于3MPa, 温度超过235℃的气体用安全阀, 则选用带散热片的安全阀, 以防止泄放介质直接冲蚀弹簧等。

3 火灾工况下的泄放压力

不同情况下被保护系统设置安全阀的最大泄放压力、最大设定压力与被保护容器的设计压力 (或最大允许工作压力) 的比例不同。火灾用安全阀的最大泄放压力为容器设计压力 (或最大允许工作压力) 的121%, 非火灾用辅助安全阀的最大泄放压力为容器设计压力 (或最大允许工作压力) 的116%。

4 安全阀选型程序

(1) 计算确定安全阀的公称直径。安全阀的排放能力必须大于等于设备的安全泄放量。

(2) 根据设备的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级和材质。

5 安全阀的计算

某6bar闪蒸罐上设置一安全阀, 阀前无爆破片, 工况为火灾工况, 泄放介质为水蒸汽, 泄放量为24000kg/h, 设定压力0.75MPa, 泄放温度为220℃, 绝热指数k=1.324, 安全阀出口去大气。

方法一:

(1) 临界条件的判断

所以, 流体为临界流动。

临界流体的判断也可以根据有关经验进行判断。一般安全阀的背压≤临界流压力时, 流体为临界流动, 否则为亚临界流动。查相关文献可得, 水蒸汽临界压力为22.13MPa, 此处的背压为大气压, 依据此判断流体为临界流动。

(2) 蒸汽在临界流动条件下的最小泄放面积

方法二:

水蒸汽的最小泄放面积:

方法一和方法二计算出的最小泄放面积相差不大, 两者数值的差别主要在于压缩因子取值引起的。所以水蒸汽安全阀的最小泄放面积采用方法二计算更简单。

根据计算出的最小泄放面积, 往上圆整到API-526的喉径截面积, 本安全阀需要选择喉径截面积为7192mm2的Q型安全阀。根据安全阀形式的选择原则:排放气体或蒸汽时, 选用全启式安全阀, 所以本安全阀选用全启式。

全启式安全阀喉径与泄放面积之间的关系为:

根据经验, 全启式安全阀的喉径d1与公称直径DN之比约为0.625, 故该安全阀的进口管径为DN150。安全阀的泄放面积和喉径的选择也可以应用API安全阀计算软件进行。

根据上述计算和介质操作温度和压力, 本安全阀选DN150x DN200的A42Y-16C型安全阀。

结语

安全阀是阀门家族比较特殊的一个分支, 因为它不同于其它阀门仅仅起到开关的作用, 更重要的是起到保护设备的安全。随着我国经济建设的快速发展, 在带有压力操控的设备项目工程越来越多。所以要对安全阀进行正确的计算和选型。

摘要：安全阀是压力容器重要的保护性装置, 广泛应用于受压容器和管道系统上。本人按照API-520的计算公式, 计算出某闪蒸罐上安全阀的最小泄放面积, 往上圆整到API-520的喉径截面积和计算出管径。根据闪蒸罐的工作温度和工作压力, 最终正确选出安全阀的型号。

关键词：安全阀,API-520,最小泄放面积,喉径截面积

参考文献

[1]HG/T 20570 95, 工艺系统工程设计技术规定[S].

[2]国家劳动总局.压力容器安全监察规程[S].

选型及安全防护 篇8

关键词：大采高,综采工作面,支架选型,冒顶压架

0 引言

我国煤炭资源丰富, 但煤层赋存条件复杂, 煤层厚度变化较大, 开采方法多样。厚煤层 (厚度大于3.5m的煤层) 储量在我国煤炭储量中约占44%, 其产量约占原煤产量的45%。因此, 厚煤层的开采技术几乎代表着整个煤炭行业的技术水平及经济效益。目前, 我国厚煤层的开采方法主要有分层开采、放顶煤开采以及大采高综采三种[1]。分层开采是传统的厚煤层开采方法, 技术成熟, 但随着综放技术的发展, 其缺点也越来越突出。近二十年来, 综放开采技术得到了快速发展, 取得了一系列有价值的科研成果, 为我国高产高效矿井的建设做出了巨大贡献, 但不可否认的是综放开采尚有很多技术难题未得到根本性解决, 其回收率低, 煤尘大, 自燃危险等, 适用条件仍需进一步深入研究[2]。另外, 我国很多矿区赋存有6m左右的厚煤层, 如霍州、晋城、潞安、大同、阳泉、邢台, 徐州以及神府东胜煤田等, 这种厚度在6m左右的煤层采用什么样的采煤方法, 一直以来受到广泛的关注[3]。

大采高综采一般是指使用与采高相同的综采支架, 一次开采厚度3.5m以上厚煤层的整层开采方法。大采高综采技术在最近十多年得到快速的发展, 与分层开采和综放开采相比, 具有较高回收率的明显优势, 使其逐渐成为回采厚煤层的主要方法之一。但大采高综采也有其不足之处, 相对于普通采高而言, 大采高综采由于一次采出高度加大, 形成了较大的回采空间, 直接顶跨落不能对采空区进行比较充分的充填, 这将造成一定厚度的下位基本顶 (老顶) 岩层和原直接顶一起作为垮落带对采空区进行充填, 而直接顶上方折断后的基本顶 (老顶) 岩梁难以形成“砌体梁”式的平衡, 在其回转运动过程中, 在工作面前方煤体中形成较高的支承压力[4]。工作面支承压力是引起矿山压力显现的重要组成部分, 其对开采煤层、顶底板及其作用范围内的煤岩体会产生很大的影响。而大采高工作面由于开采空间的显著增大, 其煤壁前方支承压力的分布与普通采高有很大的差异, 主要表现为大采高综采支承压力峰值距离煤壁的距离比普通采高的更近, 其应力集中系数也更大。支承压力作用下, 工作面煤壁前方煤层产生压缩变形和屈服破坏, 相应的部位易出现顶底板相对移动以及支架受力变形等支承压力的显现[5,6]。另外, 大采高综采冒落带及裂隙带的范围也远大于同厚度煤层分层开采相应的范围, 矿压显现及煤壁片帮也比相应的同厚度煤层分层开采的剧烈及严重。因此, 大采高综采采场老顶来压更为剧烈、局部冒顶和煤壁片帮更为严重, 支架冲击载荷更为突出, 压架现象、支架稳定性事故时有发生, 严重制约着大采高综采技术的发展及煤矿的高产高效[7,8,9,10]。

为此, 本文针对大采高采场支架矿压显现剧烈现象, 依据大采高综采工作面支架呈现以静载荷为主的特点, 建立大采高综采支架受静载荷的工作阻力计算力学模型, 并应用于现场大采高综采支架选型的安全性分析, 以确保大采高综采工作面的安全高效开采。

1 采高工作面支架受力力学模型

采高大于3.5m的一次采全高综采工作面的现场矿压观测结果分析表明, 与采高小于3.5m的综采工作面相比, 大采高工作面液压支架载荷、老顶来压强度都有所提高, 且大采高支架载荷与顶板类别关系不明显, 大采高呈现以静载荷为主的特点[3]。在静载荷作用下, 支架的初撑力愈高, 控制的顶板层位愈高, 支架末阻力也愈高, 支架初撑力与工作阻力基本呈线性关系, 区别于3.5m以下的综采工作面支架以动载荷为主, 支架达到临界初撑力后工作阻力的增长速度变慢, 支架初撑力与工作阻力呈对数关系[11], 如图1所示。

大采高综采支架受力以围岩静载荷为主, 也就是支架基本上承受着大约4倍左右采高的顶板岩层再加上其悬顶的重量。由于控制的顶板层位高, 其上覆岩体结构失稳的动载对支架本身影响不大, 即使有较大的动载荷, 也由于有4倍采高厚的破碎矸石做垫层, 也很难传递给支架。因此, 虽然支架所受载荷较大, 但动载系数很小, 且是以静载荷, 即以顶板的重力加在支架上的, 故建立如图2所示的大采高支架受静载荷力学模型, 其静载荷计算公式为:

式中:P为液压支架工作阻力, k N/架;Q1为顶梁正上方4倍采高厚度岩层的重量, k N;Q2为伸向采空区4倍采高厚度岩层的重量, k N;M为采高, m;B为支架宽度, m;γ为直接顶岩层平均容重, k N/m3;L为支架控顶距, m;α为岩层破断角 (岩层破断角随岩层性质而变化, 软弱薄层顶板取70~75°, 中硬顶板取60~65°, 坚硬顶板取50~55°) 。

2 大采高工作面支架选型安全性

2.1 工程概况

霍州煤电集团三交河煤矿2#煤层平均盖山厚度约400 m, 2-504工作面位于井下978水平五采区南翼, 其东侧与2-502采空区相邻, 西侧为实体煤, 西侧100m左右存在北峪越界采空破坏区, 南端邻2-316工作面采空区, 北端邻五采区轨道巷, 工作面走向长1665m, 倾向长230m, 如图3所示。2-504工作面由2上和2下两层煤组成, 中间含0.02~2.2m厚度不等的泥岩、砂质泥岩夹矸层, 工作面煤层平均厚度为5m, 为近水平煤层;工作面直接顶为8m厚的泥岩、砂质泥岩, 基本顶为11m厚的K8中砂岩;工作面直接底为2~5m厚的泥岩、砂质泥岩, 工作面基本底为8m厚的中砂岩, 工作面煤岩层基本特征如表1所示。2-504工作面采用2上和2下两层煤 (含夹矸层) 一次性回采的大采高开采方式, 工作面回采过程中, 由于回采煤层较厚、相邻采空区较多, 顶板破碎等原因经常发生片帮、冒顶和局部压架等现象, 严重影响了工作面的安全开采。

2.2 工作面支架选型

依据综采工作面支架选型经验, 结合2-504工作面地质条件, 进行工作面支架选型。

1) 按岩石自重法计算

液压支架单位面积上所承受的额定支护强度可以表示为:

式中:Pn为液压支架单位面积上所承受的额定支护强度, k N/m2;M为最大采高, 取5.3m;γ为顶板岩层容重, 26k N/m3;取6倍采高。将数据代入式 (2) , 则液压支架单位面积上所承受的额定支护强度为826.8k N/m2。

2) 液压支架额定工作阻力计算

液压支架额定工作阻力可以表示为:

式中:Fs为液压支架额定工作阻力, k N/架;Ps为液压支架额定支护强度, 取827k N/m2 (液压支架单位面积上所承受的额定支护强度为826.8k N/m2) ;Sc为液压支架中心距, 取1.75m;Bc为支架最大控顶距, 4.6m;ks为液压支架的支撑率, 取0.9。将数据代入式 (3) , 则液压支架额定工作阻力为7397k N, 取7400k N。因此, 支架工作阻力应不小于7400k N, 在考虑大采高工作面顶底板岩性的情况下, 选取额定支护阻力为7600k N的支架。

综上所述, 2-504工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法, 工作面安装131架ZY7600-26/55型两柱掩护式液压支架 (支架额定工作阻力为7600k N, 支架初撑力为6410k N, 支架可调高度为2600~5500mm) , 支架沿工作面倾向直线排列, 两支架中心距为1.75m, 支架端面距不大于300mm, 最大控顶距为5.375m, 最小控顶距为4.575m, 工作面采用液压支架配合单体支柱及п梁支护顶板, 采用全部跨落法管理顶板。

2.3 支架选型安全性

回采工作面采高加大后, 其上覆岩层形成的结构及其运动规律也将发生变化, 尤其是采高大于5m以后, 这种变化规律将明显不同于采高在3.5m以下的工作面, 其顶板控制也必然不同于普通采高的。大采高工作面的矿压观测, 对研究大采高条件下工作面上覆岩层结构及其运动特征, 掌握大采高工作面初次来压、周期来压规律, 探讨大采高支架-围岩关系及其分析支架选型的安全性都极为重要。

图4为2-504大采高工作面三个监测位置处综采支架工作阻力随工作面推进距离的变化关系, 由图4可知:①1#位置监测的大采高工作面初次来压步距为32.6m, 第一次周期来压步距为10.2m, 第二次周期来压步距为12.2m, 平均周期来压步距为11.2m;②2#位置监测的大采高工作面初次来压步距为30.1m, 第一次周期来压步距为10.3m, 第二次周期来压步距为13.1m, 平均周期来压步距为11.7m;③3#位置监测的大采高工作面初次来压步距为34.2m, 第一次周期来压步距为11.1m, 第二次周期来压步距为12.5m, 平均周期来压步距为11.8m。综合分析表明, 2-504大采高工作面的平均初次来压步距为32.3m, 平均周期来压步距为11.6m, 属于Ⅱ级来压明显顶板。同时, 从图4可知, 工作面初次来压期间, 平均支架载荷约为8000k N/架, 最大为8120k N/架;第一次周期来压期间, 平均支架载荷约为7923k N/架, 最大为7960k N/架;第二次周期来压期间, 平均支架载荷约为7960k N/架, 最大为8060k N/架。2-504工作面周期来压期间, 平均支架载荷约为7941.5k N/架, 大于工作面选型支架额定的7600k N/架的工作阻力, 使得工作面回采过程中多次出现压架现象, 煤壁片帮严重, 工作面推进过程中存在极大的安全隐患。

由2-504大采高工作面煤层顶底板岩层情况 (表1) 可知, 2-504工作面综采支架需控制的上覆岩层为8m厚的泥岩、沙质泥岩及其上部11m厚的砂岩, 共计约4倍采高厚度的岩层。对于2-504工作面而言, 煤层平均厚度M为5m, 综采支架宽度B为1.75m, 支架控顶距L为5m, 4倍采高岩层平均容重γ为25k N/m3, 岩层破断角α为70°。将数据代入式 (1) , 则液压支架额定工作阻力为7560k N/架。由于工作面为大采高工作面, 矿山压力显现较为剧烈, 考虑Ⅰ、Ⅱ级顶板的富余系数1.1~1.2。在富余系数为1.1的情况下, 支架额定工作阻力应选取为8316k N/架 (实际的矿压监测也证明支架的最大工作阻力可以达到8120k N/架, 在过地质构造或顶板比较破碎时, 支架载荷将超过8120k N/架, 如图4所示) 。而2-504工作面选取额定工作阻力为7600k N/架的支架, 没有考虑大采高工作面相对于普通采高工作面矿压显现更为剧烈, 需控制的顶板岩层层位更高的因素。因此, 在工作面回采过程中出现局部冒顶、压架等剧烈矿压显现现象。同时, 工作面推进过程中安全阀的多次开启也表明, 其选取额定工作阻力为7600k N/架的支架存在安全隐患, 不利于工作面破碎顶板的控制, 严重制约大采高工作面的安全高效回采。

3 避免大采高工作面压架技术措施

2-504工作面回采过程中的矿压监测结果表明, 工作面沿倾斜方向呈明显的分段来压现象, 各部位的支架受力不均衡, 作用在支架上的最大载荷 (8120k N/架) 大于工作面选型支架的额定工作阻力 (7600k N/架) , 使得工作面回采过程中支架不能很好控制大采高工作面上覆岩层的运动, 工作面出现局部压架、煤壁片帮现象。2-504综采工作面支架选型的不合理、不安全性, 严重制约着工作面的安全高效开采, 其根本在于提高支架的额定工作阻力, 而2-504综采工作面支架的额定工作阻力已无法改变。因此, 为避免2-504工作面出现冒顶压架的严重事故, 制定以下技术措施以期实现综采工作面的安全高效开采。

1) 调节工作面推进速度:工作面非来压期间保持正常推进速度, 使顶板充分垮落, 减小采空区的大面积悬顶空间, 避免工作面推进速度过慢, 顶板岩梁下沉充分, 增大支架工作阻力, 导致安全阀多次开启;工作面来压期间快速推进, 减小顶板岩梁回转下沉量, 以及对支架的冲击载荷, 且避免在工作面来压期间进行设备检修而造成顶板岩梁下沉较大、支架载荷增大。

2) 保证支架初撑力:由于泵站供油管路及漏液等影响, 导致压降大, 且第二次注液不及时或不进行注液, 使得支架实际初撑力较低。因此, 应加强支架初撑力管理, 当初撑力不达标时, 应及时检查泵站压力和管路漏液情况, 由巡检工及时二次补液。

3) 控制工作面开采高度:在工作面正常推进过程中, 要保持顶板平整, 支架平衡、承载均匀, 控制工作面的开采高度不得低于4.5m, 必须保证液压支架活柱有0.8m以上的下缩余量;工作面回采后, 必须及时移架进行支护, 阻止漏矸现象的发生, 加强工作面端头的支护, 做好冒顶压架的处理方案。

4) 加强支架工作阻力监测:更换大流量支架安全阀, 使支架能维持较高的工作阻力状态;当支架安全阀开启率过高、过频, 支架活塞下缩过快, 工作面有连续多架工作阻力过高时, 应采取适当的技术措施以预防冒顶压架。

5) 及时支护工作面煤壁:保证支架护帮板对煤壁及时强劲有效的支撑作用, 保证煤壁对顶板的有效支撑, 从而使煤壁承担更多的上覆岩层压力, 减少作用于支架上的载荷。

4 结论

1) 依据大采高综采工作面支架呈现以静载荷为主的特点, 建立了大采高综采支架受静载荷的工作阻力计算力学模型, 并应用于现场大采高综采支架选型的安全性分析。

2) 大采高综采工作面支架工作阻力随工作面推进变化规律的现场监测表明, 以4倍采高覆岩重量计算的静载荷工作面支架工作阻力能够控制大采高覆岩运动的矿压显现, 保证工作面支架选型的可靠性。

3) 通过调节工作面推进速度、保证支架初撑力、控制工作面开采高度、加强支架工作阻力监测、及时支护工作面煤壁等技术措施以期弥补选型综采支架额定工作阻力不足的安全隐患, 实现综采工作面的安全高效开采。

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选型及安全防护 篇9

摘要：某水电站砂砼系统根据工程要求，预冷砼月生产强度要求3.7万m3，出机口温度要求≤13.7度。经过多次方案设计和优化后，最终确定将“一次风冷+冷水+冰”制冷方案改为“骨料两次风冷+冷水”方案，该方案优点是制冷投入设备相对较少，现场改造施工操作性较高。

关键词：混凝土；制冷系统；优化；选型；设计；计算

一、计算资料收集

1、当地气温、水温条件

该工程所在地根据气象部门提供多年月平均最高气温出现在7月份，为26.6℃；多年月平均最高水温26.2℃。

2、基本参数

砼原材料温度及比热见表1。

表1 砼原材料温度及比热表

项目水泥粉煤灰砂骨料水

自然温度℃4545272727

比熱Kcal/kg℃0.190.190.220.221

二、混凝土系统制冷车间的设计依据

1、预冷混凝土生产强度确定

Qh=KhQm/（m×n）=1.5×37000/（25×20）=111m3/h

2、大坝混凝土参考配合比见表2。

表2 大坝混凝土参考配合比

标号水灰比每立方米混凝土各种原材料用量（kg）

水水泥粉煤灰砂特大石大石中石小石

C20F50W60.48106172436350577361505

3、夏季 13.5℃混凝土出机口温度计算见表3。

表3 夏季 13.5℃混凝土出机口温度计算表

序号项目名称比热

Kcal/kg·℃重量

（kg）比热×重量kcal/℃平均温度

℃热量

kcal/h

1砂0.22635139.7273771.9

2特大石

3大石0.22577126.942253.88

4中石0.2236179.422158.84

5小石0.22505111.12222.2

6水泥0.1917232.68451407.60

7粉煤灰0.19438.1745367.65

8冷水11061063318.00

9机械热 1500.00

10小计 604.01 8060.07

备注：温度To=13.35℃。

三、混凝土预冷系统冷量计算

该工程所在地月平均最高气温在27℃左右，要求在该月份施工混凝土出机口温度≤13.5℃，经过进行冷量平衡计算后，采取骨料进行两次风冷和加冷水拌和的冷却措施保证达到出机口温度。

1、一次风冷，风冷时间至少保证2小时，风冷后粗骨料的温度控制在6～8℃。一次风冷骨料需要冷量：

Qg1=K×△t×q砼×Qh/3600

=1.3×（27-7）×2300×111/3600

=1843.83kw

式中：K——冷量富余系数，1.2～1.6；

△t——粗骨料降幅温度，20℃；

q砼——混凝土热容量，2255～2400KJ/m3

Qh——预冷混凝土的浇筑小时强度。

2、对粗骨料在拌和楼料仓进行二次风冷，风冷时间至少保证1.5小时，风冷后粗骨料的温度控制在2℃。二次风冷需要冷量：

Qg2=K×△t×q砼×Qh/3600

=1.3×（9-2）×2300×111/3600

=645.3kw

式中：Qh——预冷混凝土的浇筑小时强度。

3、制冷水需要冷量计算：

3℃冷水的每天用量计算

Gw=111×106×20=235320kg/d

制3℃冷水的制冷量计算

Qw=235320/（3600×20）×4.187×（27-3）×1.2

=394.11kw

4、本系统总的制冷容量2885kw，其中一次风冷容量1844kw，二次风冷容量646kw，制冷水容量395kw。（总制冷容量250万kcal/h）

四、混凝土系统制冷设备选型

1、制冷水机械的选型

制冷水量主要是混凝土拌和掺加冷水，制冷量为395kw，选取一台JZ2LG20螺杆氨压缩机和一台LZL-120型立式螺旋管蒸发器。

2、风冷设备配置

（1）制冷设备氨压缩机组的配置

一次风冷粗骨料所需冷量为1844kw，选取两台JZ2LG20（K）螺杆氨压缩机负责粗骨料的制冷，标准工况制冷量为1319.3kw×2，电动机功率为250kw×2。

二次风冷粗骨料所需冷量为646kw，选取一台JZ2LG20螺杆氨压缩机负责粗骨料的制冷，标准工况制冷量为628.2kw，电动机功率为220kw。

（2）螺杆压缩机组辅机配置

风冷机组冷凝器的选择

根据传热面积553.2㎡选取型冷凝器一台。

（3）冷风机的选型

① 一次风冷制冷量折算空气冷却器冷却面积

其中：Q风=风冷制冷量，w

K—空气冷却器的传热系数跟冷却器有关，普通为13～15，18～20，高效为28～30，

t—氨的蒸发温度与冷风温度差12～14。

制冷量、冷却面积按大石：中石：小石=1：1：0.7进行分配，则大石G2需空气冷却器冷却面积2440 m2，制冷量680kw；

中石G3需空气冷却器冷却面积2440 m2，制冷量680kw；

小石G4需空气冷却器冷却面积1708m2，制冷量480kw；

选取GKL2400型高效冷风机两台，GKL1800型高效冷风机一台。

②二次风冷制冷量折算空气冷却器冷却面积

制冷量、冷却面积按大石：中石：小石=1：1：0.7进行分配，则大石G2需空气冷却器冷却面积950 m2，制冷量240kw；

中石G3需空气冷却器冷却面积950m2，制冷量240kw；

小石G4需空气冷却器冷却面积665m2，制冷量165kw；

选取GKL1000型高效冷风机三台，GKL800型高效冷风机一台。

五、实施过程中并对现场采取以下措施：

⑴ 要求对沙堆进行遮阳、遮雨措施；

⑵ 成品料堆尽量堆高（高度大于7m）；

⑶ 对上骨料罐、上拌和楼（拌和站）上料皮带进行遮阳；

⑷ 砼拌和用水采用冷水，尽量降低砼出机口温度；

⑸ 对砼生产计划适当调整，降低高温月份浇筑强度，同时加大常温月份生产强度；

⑹ 并建议在混凝土浇筑仓面上采取一定的温控措施保证砼质量。

油田注水泵选型及探讨 篇10

关键词：离心泵,往复泵,能耗,泵效

1 概述

油田注水是开发油田的常用的手段之一, 将水灌进油层中, 保证油层中有着一定的压力, 有效地补充油层能量, 进而提高原油釆收率及油田的高产。随着油层注水工艺的发展, 对注水泵的合理选型要求更加迫切。

目前国内油田注水泵常选用离心泵或往复泵, 虽然所选注水泵能满足注水工艺的要求, 但仍存在不合理因素, 其主要原因是选型不当。

下面介绍国内油田注水系统现状, 进而根据实际应用情况探讨注水泵的选型。

2 油田注水系统现状及发展

随着油田开发程度的不断加深, 目前油田已全面进入后期中高含水开发阶段。在高含水期如何稳住油田产量, 以控水稳油为目的。因此, 需要改进水质处理工艺技术和注水系统技术, 提高注水工作质量。

吉林油田油藏属于较为典型的低渗透类型, 采用水驱为主。对水质要求较高, 需要沉降、过滤、加药工艺才能满足地层要求。保证地层能量, 提高采收率, 获得更多可采储量。

二连油田油藏特征为低压低渗透砂岩油藏, 断块复杂细小, 注水设备以柱塞式注水泵为主, 该泵具有扬程高、排量小、效率高、管理方便等特点。注水泵配置形式为三种:一是注水站集中注水;二是注水站站内中、低压供水, 计配站设置注水泵注水方式, 三是增压注水, 对注水压力超过系统压力和注不进水的井, 利用增压注水泵进行增压注水。

胜利油田油藏划分为砂岩油藏、潜山油藏、火成岩油藏和浊积岩油藏四大类。按注水系统能力分, 有大站系统, 以离心式注水泵为主。离心泵排量大, 维护简单, 在注水量大、注水压力为16M P a的系统里被广泛采用, 是高渗透率、整装大油田的主力泵型。另有小站系统, 以柱塞式注水泵为主。柱塞泵具有扬程高、排量小、效率高等特点, 适用于注水量低、注水压力高的中低渗透率油田或断块油田。近几年, 针对高于系统压力的注水井点采用增压注水泵, 实施高压增注, 是注水井增注和提高系统效率的有效措施之一。

华北油田油藏主要有砂岩和潜山两种类型, 以砂岩为主, 砂岩油藏以复杂断块、低渗透油藏为主。注水泵可使用离心式多级离心泵、往复式柱塞泵, 因砂岩油藏注水压力逐年增加, 近10年来柱塞泵的比例占相当重要的位置。

克拉玛依油田属于砾岩油藏, 特点为储层非均质程度高、连续性差等。克拉玛依油田采用分层注水技术, 已逐渐形成适应非均质油藏的分层注水及测试配套工艺技术系列, 以柱塞式注水泵为主。

3 注水泵的选型

随着油田注水量的增加, 注水过程注水设备在油田生产中的耗能比较大。油田注水的主要设备是高压注水泵, 高压注水泵一般用高压柱塞泵和高压离心水泵, 两者各具特点。在确定泵型时, 应该从泵效、流量、泵重、体积、泵的维护保养及使用寿命等方面综合考虑。而泵效率应作为选择泵型的首要指标。根据工程中各个因素综合考虑, 对注水泵进行合理选型。

3.1 注水泵特点

3.1.1 离心式注水泵

目前, 大排量的离心泵效率较高, 而小流量、高扬程的多级离心泵效率较低。当油田注水压力较高和流量不是很大的时候, 使用离心泵会导致能耗加大。这使得电机的轴功率较大, 泵自身平衡及检修可能会产生较多问题。目前国内离心泵泵效可达到72%~80%。但随着注水压力的增大, 泵效急剧下降, 寿命短, 无法满足工艺要求。因此, 离心式注水泵适用于大流量、较低扬程的注水系统。

离心泵与往复泵相比, 具有下列优缺点:

(1) 压力平稳, 排量均匀。这延长了注水泵、高压注水管线的寿命。

(2) 结构简单, 重量轻, 体积小, 价格低廉。当排量在50m3/d时, 离心泵的重量和体积仅为往复泵的1/4~1/3, 价格仅相当于柱塞泵的1/3~1/2。随着排量的增加, 比值还会减小。

(3) 工作可靠, 检修周期长, 维护保养简单。离心泵保养周期时间约500~800h, 大修周期约1×104h。而往复泵的检修周期为240~480h, 检修亦较费力。

(4) 传动简单, 中、高比转数时效率高, 可达70~80%;低比转数时效率低, 约为50%。

(5) 运转时的润滑条件要求严格, 操作不当易造成烧坏轴瓦、平衡盘等事故。

3.1.2 柱塞式注水泵

往复泵适用于输送流量较小、压力较高的各种介质。当流量小于100m3/h, 排出压力大于10Mpa时, 有较高的效率和良好的运行性能。扬程能达到1000m以上, 泵效在80%以上。在一般情况下, 国内油田注水使用的柱塞泵在排量小于50m3/h范围内, 排量在30m3/h左右时, 柱塞泵运行较平稳, 寿命较长。往复泵优缺点如下:

(1) 往复泵的特点是效率高, 一般可达76~85%, 节电效果显著, 初始投资相对较小。

(2) 往复泵较“皮实”, 一般不会因运转工况的变化或操作不当造成设备事故。

(3) 当增加排量时, 需增加泵的冲程, 这样必定使泵体过于庞大、笨重。

(4) 排量很小, 过分提高流量, 势必增加缸套与柱塞的直径, 柱塞的脉冲运动量就会增加, 导致泵体震动较大, 缩短柱塞和液力端进出液阀的使用寿命, 恶化吸入条件, 泵的工作可靠性将下降。

3.2 提高泵效的途径

离心泵从注水工艺设计上, 减少并联泵数量, 加大排量, 使用比转速较高的泵, 从泵结构、有关零部件上改进, 从而迅速提高泵效、节约能耗;提高产品的密封性以及解决润滑方面的问题;所有承压零件宜按泵最大允许出口压力 (应至少等于泵额定排压的110%) 设计;提高泵的使用寿命和正常运行寿命;提高注水泵的管理水平, 采用注水站自动监控系统、运行工况诊断、先进的变频调速技术。

油田注水水源包括注清水、含油污水或混注。改善注水水源水质, 降低腐蚀结垢, 过滤部件选择防腐材质, 单井注水管线选择防腐材质, 减少管线因腐蚀渗漏而维修的次数, 尽量避免注水压力波动, 影响注水系统效率。

4 结语

泵的选型不仅从理论上满足工程要求, 还需要考虑经济 (控成本) 、提高施工质量、节能 (降能耗) 、日常维护保养、提高操作人员素质 (进行专业培训、经验共享、根据日常运行测量数据, 熟练操作结合实际情况) 、安全性、生产管理 (完善的制度和经验体系) 等因素综合比较。

为提高产油能力, 使注水泵利用率更高, 需要设计人员、设备制造技术人员、现场管理维护人员等共同努力。

参考文献