計(jì)算機(jī)控制試壓泵系統(tǒng)江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司改造方案

來源：本站 添加時(shí)間：2015/6/27 16:33:07

 

江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司 試壓間改造方案

 

一、基本情況 1、改造背景 江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司是從事石油機(jī)械制造的專業(yè)機(jī)廠，主要從事RDS天然氣壓縮機(jī)系列、CNG汽車加氣站用壓縮機(jī)系列、FB小型壓縮機(jī)系列等產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)工作。按照標(biāo)準(zhǔn)QJJ.J84-2009《RDS壓縮機(jī)檢驗(yàn)規(guī)程》第4.2、4.3條規(guī)定，壓縮機(jī)的承壓件，如氣缸、填料腔等以及壓縮機(jī)的全部管線均需要進(jìn)行試壓，這些工件的試壓需要在試壓車間進(jìn)行。根據(jù)工藝規(guī)范要求，壓縮機(jī)產(chǎn)品承壓件都需要進(jìn)行水壓/氣密試驗(yàn)，現(xiàn)今試驗(yàn)壓力在1—47.5Mpa�，F(xiàn)有的試壓間廠房簡(jiǎn)陋，存在較大的安全隱患，且施壓設(shè)備老舊，產(chǎn)能也跟不上生產(chǎn)需要。為了消除潛在的安全隱患，適應(yīng)以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)，必須對(duì)現(xiàn)有的試壓間進(jìn)行升級(jí)改造。 2、試壓情況簡(jiǎn)介 （1）試壓產(chǎn)品種類繁多，氣缸、余隙缸、機(jī)體、填料、活塞、缸頭、管線等試壓件。每種試壓件都有多種型號(hào)，如RDS系列的氣缸型號(hào)就有30多種，且隨著研發(fā)，數(shù)目還在增加。管線更是沒有規(guī)則，最長(zhǎng)的達(dá)11.7m。 （2）由試壓產(chǎn)品種類決定試驗(yàn)壓力，一般壓力范圍1-37.5Mpa，最高壓力75Mpa。 3、試壓件的現(xiàn)狀簡(jiǎn)介 （1）試壓間有試壓區(qū)兩處（如圖所示）：

（2）試壓間設(shè)備有三套手動(dòng)水壓試驗(yàn)泵及管路，一套水壓氣密性試驗(yàn)裝置。三套試壓泵都是單線程，最多只能同時(shí)試驗(yàn)3個(gè)試壓件，最高試驗(yàn)壓力為50Mpa。氣密性試驗(yàn)裝置是億威仕的水壓氣密性試驗(yàn)臺(tái)，最高試驗(yàn)壓力50Mpa。

（3）試壓工作流程是從加工車間剛加工好的承壓件如氣缸，機(jī)體，缸頭等，需要從加工車間運(yùn)送到氣缸試壓區(qū)進(jìn)行試壓，試壓完畢后再原路運(yùn)回到加工車間附近的主機(jī)班進(jìn)行裝配工序，若是氣缸試壓完后，還需運(yùn)到水池處進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，再運(yùn)送到主機(jī)班進(jìn)行裝配。已完成對(duì)接的管線和緩沖罐等工件則會(huì)從總裝車間運(yùn)送進(jìn)來，工件被送到管線試壓區(qū)進(jìn)行試壓，試壓完后原路返回送入總裝車間。 二、改進(jìn)的必要性 1、安全隱患

（1）敞開式作業(yè)

由于試壓間空間有限，一些較大、較長(zhǎng)或形狀不規(guī)則的管線，大型的緩沖罐等，無法在圍墻內(nèi)進(jìn)行試壓，只能在圍墻之外的空地上及旁邊的過道上進(jìn)行，雖然有隔離帶隔離警示，但無法有效隔離無關(guān)人員誤入作業(yè)區(qū)。

（2）四周防護(hù)設(shè)施不可靠  

試壓間的圍墻高1.2米，厚度只有150mm，周圍的廠房有玻璃窗，雖然能夠起一定的阻擋作用，但是卻也存在著工件飛出到圍墻外的風(fēng)險(xiǎn)，且墻壁強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；另外，圍墻是敞開式的，沒有一個(gè)能夠開關(guān)的門，這樣試壓的時(shí)候，無法阻止人員進(jìn)入試壓間。

（3）試壓區(qū)空間太小，試壓區(qū)和試壓操作區(qū)未進(jìn)行有效隔離

試壓間圍墻內(nèi)的尺寸為5m×12m和6m×12m。里面放置有兩臺(tái)試壓泵、放置工具及試壓用的螺栓、密封圈等的工具箱，其余的空間用來對(duì)氣缸、活塞等加工件的試壓，以及對(duì)一些小型短管線進(jìn)行試驗(yàn)。而一些較大較長(zhǎng)或形狀不規(guī)則的管線、以及大型的緩沖罐等，卻無法在圍墻內(nèi)進(jìn)行試壓，只能在圍墻之外的空地上及旁邊的過道上進(jìn)行，這樣在試壓的時(shí)候，旁邊人來人往非常不安全。同一個(gè)試壓區(qū)內(nèi)，常常一個(gè)工件在進(jìn)行試壓的同時(shí)進(jìn)行其他試壓件的準(zhǔn)備或拆卸。

（4）打磨區(qū)緊挨試壓區(qū)

打磨區(qū)與試壓區(qū)相鄰（如圖示），未進(jìn)行有效的隔離，若試壓出現(xiàn)故障，將會(huì)危及人身安全。

（5）試壓過程操作復(fù)雜，全憑人工操作。

施壓設(shè)備完全靠人工手動(dòng)控制，且壓力表等儀器也在試壓設(shè)備上。施壓過程中的所有步驟，如升壓、持壓、卸壓、從試壓設(shè)備上讀取數(shù)據(jù)（試壓壓力一般為1—37.5Mpa）等都必須人工在旁邊進(jìn)行操作，無法做到人機(jī)分離，存在著很大的安全隱患。

2、產(chǎn)能低下

理想工況下單臺(tái)機(jī)組需要滿足的生產(chǎn)要求（以四列機(jī)組為例）

試壓種類			數(shù)目	每件耗時(shí)h	總耗時(shí)h
管 線	300mm以上		4	3	12
	300mm以下		18	1	18
氣缸			4	2	8
承 壓 件		余隙缸	4	0.5	2
		活塞	4	0.5	2
		填料	4	0.5	2
		缸蓋	4	0.5	2
		機(jī)體	1	2	2
總計(jì)h		48

分析：一年按250個(gè)工作日，產(chǎn)量100臺(tái)機(jī)組來算，每個(gè)試壓泵每天需工作的時(shí)間為：48（單臺(tái)機(jī)組耗時(shí)）×100（年產(chǎn)量）÷250（工作日） ÷3（試壓泵臺(tái)數(shù)）=6.4（h）由于試壓的操作人員有限，不可能三臺(tái)試驗(yàn)泵同時(shí)工作，因此產(chǎn)能不夠。

（1）設(shè)備落后

每臺(tái)試壓泵都是單線程，同時(shí)最多只能對(duì)3件試壓間進(jìn)行試壓，效率低；試壓泵試驗(yàn)最高壓力為50Mpa，不能滿足發(fā)展要求（地庫壓縮機(jī)最大實(shí)驗(yàn)壓力達(dá)到75MPa）

（2）控制系統(tǒng)落后——人工控制

試壓過程中所有的操作包括對(duì)時(shí)間的掌握都是人工控制，作業(yè)效率低；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是人工記錄，這樣不僅會(huì)存在較大的誤差，不便進(jìn)行電腦儲(chǔ)存和分析，試驗(yàn)情況不能有效追溯。

3、其他問題 （1）氣密性試驗(yàn)水池沒有封閉，完全開放，周圍只有1.2m高的圍墻，在氣缸進(jìn)行氣密性試驗(yàn)操作和檢測(cè)時(shí)，工人必須靠近水池，有很大的安全隱患。 （2）試在做氣密性試驗(yàn)時(shí)，天車必須一直吊著工件直到試驗(yàn)結(jié)束，影響天車進(jìn)行其它的工作。

三、計(jì)劃實(shí)施方案

根據(jù)試壓間存在的這些問題，我們多次去四機(jī)廠進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合分公司的實(shí)際情況，制定了初步的改造方案。建造滿足GB50484-2008《石油化工建設(shè)工程施工安全技術(shù)規(guī)范》

1、對(duì)試壓間重新布置

改造前后對(duì)比：

（1）擴(kuò)大試壓區(qū)空間

解決了敞開式作業(yè)的安全隱患問題，改造后試壓區(qū)尺寸15m×8.5m，15m×11m（原為5m×12m，7m×15m）。所有的工件均能在此試壓間進(jìn)行試壓。如圖所示，完全阻止無關(guān)人員進(jìn)入試壓間，并且較大較長(zhǎng)或形狀不規(guī)則的管線、大型的緩沖罐等也可以在圍墻內(nèi)進(jìn)行試壓。

（2）對(duì)圍墻的改造，有效提升安全系數(shù)。

改造后試壓間圍墻高3m（不影響天車運(yùn)行），相比于改造前試壓間1.2米高的圍墻，大大提升了安全系數(shù)；小型的試壓間都要封頂，全封閉建造。充分考慮現(xiàn)在以及將來的試壓情況，計(jì)算出試壓間墻壁能承受的強(qiáng)度，從而設(shè)計(jì)墻壁的結(jié)構(gòu)以及厚度，滿足試壓安全性能要求。

（3）設(shè)置4個(gè)單獨(dú)的試壓間

每個(gè)試壓間單獨(dú)分開，與其他試壓間完全隔離，消除了安全隱患。當(dāng)一個(gè)試壓室在進(jìn)行試壓的時(shí)候不會(huì)影響其他試壓室試壓件的準(zhǔn)備或拆卸，件工件可以同時(shí)進(jìn)行試壓，提升了作業(yè)效率。

（4）單獨(dú)設(shè)置一個(gè)高壓區(qū)。

     有些試壓工件需要很高的試驗(yàn)壓力，因此針對(duì)50Mpa以上的試壓工件單獨(dú)建造一個(gè)高壓區(qū)，高壓區(qū)全封閉建造，并且試壓間墻壁能夠滿足防爆要求，消除了安全隱患。

（5）每個(gè)試壓室都配置防爆門

根據(jù)試壓間試驗(yàn)壓力等級(jí)分別給每個(gè)試壓室配置防爆門，防爆等級(jí)滿足GB3836《防爆標(biāo)準(zhǔn)》，防爆門跟試壓系統(tǒng)連鎖控制，若防爆門沒有關(guān)閉，工件將無法進(jìn)行試壓。防爆門有警示燈，在試壓過程中警示燈開啟防止無關(guān)人員靠近，消除了安全隱患。

（6）放置軌道平車

     因防爆門都有上方橫梁，天車無法將工件吊進(jìn)試壓區(qū)，因此只能用軌道平車進(jìn)行運(yùn)送，小型的試壓室也配有小型的平車，平車可與工件一起推進(jìn)試壓室，一起進(jìn)行試壓，方便工件轉(zhuǎn)移

2、選用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備

（1）選用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)

    計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，所有試驗(yàn)設(shè)定都可在自動(dòng)控制臺(tái)完成，實(shí)現(xiàn)全方位試壓的無人現(xiàn)場(chǎng)；實(shí)行大門與試壓系統(tǒng)連鎖控制，門上設(shè)置警示燈，防止人員誤入；系統(tǒng)內(nèi)置安全閥，當(dāng)發(fā)生緊急情況可立即執(zhí)行停機(jī)并報(bào)告錯(cuò)誤，消除安全隱患

    提前制定多種試壓方案編程輸入電腦，隨用隨�。荒軐�(shí)時(shí)顯示試壓系統(tǒng)壓力讀數(shù)，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)生成壓力時(shí)間曲線，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，可打印報(bào)告，提升作業(yè)效率和準(zhǔn)確性。

（2）安裝先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)

里面安裝監(jiān)控設(shè)備，視頻監(jiān)控系統(tǒng)由自動(dòng)變焦攝像機(jī)，數(shù)字硬盤錄像機(jī)，監(jiān)控顯示器現(xiàn)場(chǎng)語言監(jiān)聽及廣播系統(tǒng)組成。自動(dòng)變焦攝像機(jī)可拉近觀察，并能上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)量和位置要確保從控制室內(nèi)可以監(jiān)控到試壓間的一切情況，特別是施壓管線以及氣密性試驗(yàn)的水面。視頻畫面在監(jiān)控顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，硬盤錄像機(jī)能將視頻自動(dòng)儲(chǔ)存，方便對(duì)試驗(yàn)情況進(jìn)行追溯。滿足GB50198-94《民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

（3）配備3臺(tái)自動(dòng)控制試壓設(shè)備

每臺(tái)試壓設(shè)備支持多線程控制試壓，能以不同的試壓壓力同時(shí)試壓管線、氣缸、填料等試壓件（原來為單線程試壓）；每臺(tái)試壓設(shè)備最高壓力為150Mpa（原來為50Mpa），保證發(fā)展要求。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50184-2011《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，承受內(nèi)壓的地上鋼管道及有色金屬管道試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，所以150Mpa的試壓壓力可以滿足耐壓100Mpa的管線，分公司現(xiàn)今承壓件要求最高耐壓壓力在50Mpa以內(nèi)，完全滿足分公司所有機(jī)組的試壓管線和其他的承壓部件，但考慮到分公司未來新機(jī)組研發(fā)會(huì)提出更高的要求最大工作壓力有必要達(dá)到150Mpa。

每臺(tái)施壓設(shè)備可進(jìn)行高低壓切換。

3、改造氣密性試壓區(qū)

（1）將原有的氣密性試驗(yàn)水池填平，留出空間給管線試壓；

（2）分出一個(gè)全封閉的試壓室進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，在里面重新制作水池 ；

（3）旁邊安裝一個(gè)懸臂吊，懸吊試壓件；

（4）并在里面安裝監(jiān)控設(shè)備。

之前氣密性試驗(yàn)區(qū)處于開放狀態(tài)，氣體在高壓狀態(tài)時(shí)若有泄漏是極其危險(xiǎn)的。因此單獨(dú)建造一個(gè)氣密性試壓間，且完全封閉，墻壁能夠滿足防爆要求，里面配有監(jiān)控設(shè)備。氣密性試驗(yàn)時(shí)無需任何人靠近，系統(tǒng)自動(dòng)完成整個(gè)氣密性實(shí)驗(yàn)過程和監(jiān)控，完全消除安全隱患。

將氣密性試驗(yàn)室搬到工件試驗(yàn)區(qū)，方便氣缸的轉(zhuǎn)運(yùn)。氣密性試驗(yàn)室完全封閉，且滿足防爆要求，所以在氣密性試驗(yàn)的同時(shí)不會(huì)影響其他試驗(yàn)室的工件準(zhǔn)備。

四、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

API618-1995《用于石油、化學(xué)和天然氣工業(yè)的往復(fù)式壓縮機(jī)》

API 11P-1989《油田用成套往復(fù)式壓縮機(jī)》

QJJ.J84-2009《RDS壓縮機(jī)檢驗(yàn)規(guī)程》

GB50184-2011《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

GB150-1998《鋼制壓力容器》

GB50484-2008《石油化工建設(shè)工程施工安全技術(shù)規(guī)范》

GB3836《防爆標(biāo)準(zhǔn)》

SH3533-2003《石油化工給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

API 6A、GB/T22513-2008《井口裝置和采油樹規(guī)范》

公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及公安部對(duì)安全防范工程管理要求

GB50198-94《民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50236《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工與驗(yàn)收規(guī)范》

OHSAS18000《職業(yè)安全健康管理體系》

五、費(fèi)用預(yù)算

建造項(xiàng)目	建       造      內(nèi)      容		費(fèi)用
設(shè)    計(jì)	包括試壓間墻體強(qiáng)度計(jì)算，試壓間的格局，試壓間的循環(huán)水及排水系統(tǒng)等統(tǒng)一設(shè)計(jì)。
基礎(chǔ)建設(shè)	（1）圍墻建造、防爆門的安裝等。
	（2）平車軌道，氣密性水池的改造 。
	（3）防腐系統(tǒng)、循環(huán)水、排水系統(tǒng)等改造 。
基建材料	（1）試壓間墻壁建造普通材料如砌墻磚，水泥，混凝土，油漆等。
	（2）墻體加固材料如鋼筋，鋼板，加固添加劑等。
水壓/氣密性試驗(yàn)控制系統(tǒng)	水壓/氣密性試驗(yàn)控制系統(tǒng)，包括水壓/氣密性試驗(yàn)設(shè)備，控制閥門及管線，控制室控制臺(tái)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，及其整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的程序編寫和布局。
監(jiān)控系統(tǒng)	監(jiān)控系統(tǒng)，包括自動(dòng)變焦攝像機(jī)，數(shù)字硬盤錄像機(jī)，監(jiān)控顯示器現(xiàn)場(chǎng)語言監(jiān)聽及廣播系統(tǒng)。
輔助工裝	水池單臂吊、水池蓋板、試壓件試壓墊板，軌道平車等。
差旅及其他	尋找和調(diào)研外包廠家。
共   計(jì)

六、改進(jìn)效果預(yù)評(píng)估

1、試壓間改進(jìn)后，能滿足現(xiàn)今分公司內(nèi)所有管線及承壓部件的試壓；

2、試壓間分區(qū)，能同時(shí)對(duì)多件承壓件進(jìn)行試壓，提高了使用效率；

3、加強(qiáng)了墻壁強(qiáng)度和高度，試壓過程更加安全；

4、引進(jìn)先進(jìn)的水壓/氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)，操作過程人機(jī)分離；

5、計(jì)算機(jī)能自動(dòng)生成壓力時(shí)間曲線，實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，可打印報(bào)告，方便追溯儲(chǔ)存；