氮气车技术规格书.docx

工程名称：制氮特种作业车设施本技术文件为上述工程所制作，它包含了天津凯德实业（THT）的专利和专属技术，将涉及本 公司的商业和技术机密信息，未经本公司许可，请不要复制或透露给第三方。制氮特种作业车设施900/35技术规格书天津凯德实业2022-11-31制氮特种作业车设施的总体概述设计和使用条件制氮车设施采纳膜分别制氮工艺，由空气分别制取氮气供应使用。制氮车设 施适用于自然 气、石油开发过程中的钻井、油气井下特种作业、气举排液、输 气管线吹扫、置换等工况使用的要求。制氮车设施依据使用环境确定工况设计条件。适应海拨高度<2500m适应环境温度-30 +42使用特点有防风沙及雨雪的设计条件，能在风沙 雨雪气候条件下连续工作。最大相对湿度90%1.2设计参数和标准制氮车设施的总体技术参数： 额定氮气流量：900Nm3/h （氮气纯度95%,标准状态下）氮气纯度：95%氮气额定压力：35MPa制氮车设施设计依据“性能先进、工作牢靠、移运便利、自动掌握、运行经 济、满意HSE”要求的原那么，整体性能和制造质量到达国际先进水平。依据人 性化的设计原那么，便利操作和检查修理，传动部位加装防护罩，危急部位（机械 传动、高温、高压）设置有醒目的警示标识制氮车设施能够在遥远地区、无外接电力、外接动力的状况下正常运行，满同其次级空气过滤器。1.1.6 第五级空气过滤器选用Zander公司产品，为碳合成精细过滤器。其作用为去除含的气雾态油 份。规格型号：G14/25ACR。过滤精度：q.01pm 颗粒，0.001 ppm令工作压力：2.5 MPa令处理气量：45m3/min通过以上五级空气过淀器净化处理后，保证压缩空气中颗粒小于0.01pm, 最大油含量小于0.003ppm。1.1.7 空气换热器空气换热器采用空气压缩机的柴油发动机冷却水和压缩空气换热的方式以 在无能耗下便利牢靠使用。温度掌握范围：35-50,通过掌握柴油发动机冷却 水的旁通流量。空气换热器由不锈钢材料制成，具有温度监测和超温报警、保护 功能。安装有温度传感器和超温报警保护停机开关。1.1.8 管线空气处理单元的管线（在进入膜组件前）均选用不锈钢等防腐材料安装。2.6 膜分别制氮单元制氮膜选用美国Medal （麦道MD）高压膜组件，膜组的配备满意制氮量的 技术要求。MD膜组是目前分别效率最高的氮气膜之一，同时也是最早应用的氮气膜产 品，在石油自然 气及其它氮气应用领域使用的最为广泛。MD膜组独到的、专 利的非固化结构设计，即纤维分别膜芯和金属承压外壳以弹性支撑安装，可拆换。 此结构更相宜在野外车载移动式结构和大温差变化条件下使用，其耐振、抗颠簸、 抗温差变化，不会消失开裂损伤。2.6.1 膜组选配的技术参数满意在氮气纯度95%输出时的产氮气量900 Nm3/h的需要。（标准状况：101.32 KPa（A）, 20）«膜分别制氮单元的配置氮气纯度9599%可调型号Medal 4000系列高压膜组设计生产气量：900m3/h （标准状态、95%纯度下）设计空气进口压力2.4 MPa氮气输出压力（增压前）1.8-2.0 MPa制氮膜采纳框架结构安装，配备了膜组的保温，由自限式电伴热带和保温材料构成，满意在野外低温条件下停机状态的保护需要。膜系统主进气管线上配备有自动切断阀，膜的进出气端均配置阀门，可以分 组有选择的使用膜，适应不同排量和变负荷运行的要求。超压保护装置和原料空气切断阀，在发生报警时自动切断空气保护膜组，并 采纳声、光报警。膜的产气端有回流保护功能的单向阀，防止气体回流和过压。2.7 掌握系统局部掌握系统采纳中心集中监控的掌握模式，制氮车设施上配备有操作掌握柜 （中心掌握盘）。掌握系统硬件由中心掌握盘（PLC掌握系统，带触摸屏）组成。 中心掌握盘具有先进的人机界面，具有数据显示和操作掌握功能。设施的运行和监控通过中心掌握盘来实现，它包括对动力柴油发动机、空气 压缩机、氮气增压机、空气处理单元、膜分别制氮单元等各局部的监控和操作， 全面真实地反映各单元及整套设施运行的参数和状态。同时各单元安装有相应的 就地监视仪表，仪表布置便于操作人员观看。中心掌握盘和PLC的选型：图形监控操作器（触摸屏）SIEMENS OP270 STN WTCD 0工业现场设计；铝合金前面板，IP65防护等级。 PLC 的选型是 SIEMENS S7-200o全部参数名称以中文显示或以中英文比照显示，还能显示整套设施的工艺流 程图，主要参数趋势图，报警纪录等功能。中心掌握盘触摸屏具有以下仪表和数据显示:发动机的运行参数。空压机组：出口温度、压力、紧急停机及报警。膜分别系统：氮气流量、氧含量参数监视和设定、膜组件出、入口压力、 膜组入口温度等参数监视，膜分别系统强制停机及报警等功能。增压机组：进口温度、压力紧急停机及报警等功能等数据。触摸屏可以将生产过程直观的以彩色工艺流程画面显示出来，并且可以 显示重要工艺参数的趋势图等；全套设施可实现自动、手动的掌握模式转换，并设计有一个独立的紧急停车 开关，可实现人工手动停机。就地仪表的配备空气处理单元的掌握设施单元名称规格及精度供应商数量备注空压机 局部进气阀调压表0-150PSISullair1美国排气温度表0-150Sullair1美国压力表0-400barSullair1美国空气处理和膜局部压力变送器Pg251进口压力表0-4.0MPaWEKA2进口温度表0-100WEKA1进口压力开关Pg25SMC1日本油检测器A-4000Johnson1美国压力表0-30PSIGWeiss1美国取样流量计0-2.5SCFHDwyer1美国在线氧传感器KE-251日本蜗街流量计0-1200NM3/h1进口增压机局部进气压力表0-4MPaWEKA1进口一级排气压力表0-10MPaWEKA1进口二级排气压力表0-25MPaWEKA1进口三级排气压力表0-60MPaWEKA1进口柴油机水温度表60-120Caterpillar1美国柴油机局部柴油机油温度表60-120Caterpillar1美国柴油压力表0-600KPaCaterpillar1美国机油压力表0-600KPaCaterpillar1美国空气过滤器的压差监控：压差传感器对空气过滤器的工作状态监测和报警保护。通过温度开关监控膜的工作温度。膜的工作温度特别的自动报警保护。氮气纯度的掌握采纳PLC （可编程序掌握器）和智能仪表以PID （比例积分）掌握方式进行 产气纯度的自动掌握。纯度自动掌握使系统具备实时自检功能，当氮气纯度超出 设定的产气纯度范围时，能使不合格的气体自动排向大气。纯度自动掌握由氮气纯度（氧气含量）的监测、掌握系统的计算检测和纯度 调整阀组成。PID调整和纯度掌握阀自动调整产品气纯度，在起动后的10分钟 内到达设定的纯度。氮气纯度在95%99%之间连续的自动调整掌握。纯度掌握阀依据电信号自动调整其开度而到达设定纯度，自动补偿压力波动 调整纯度，稳定在设定值±5%范围内。氧含量超标报警与排放的自动切换功能。电化学式的在线氧传感器，0-20mA电信号输出。品牌：KE25 （产地：日本）具有高的测量精度和反响速度。可测定的氧气含量范围0.1 %至25%；氧气测量精度±0.2%,氧含量在 线测量并在线实时在掌握面板上显示。氧传感器的使用年限为五年。2.7.1 氮气流量的监测在氮气输送管线上安装有流量计和压力、温度补偿，在掌握面板直读显示氮 气在标准状态下的瞬时流量和累计流量。在用气量变化的条件卜.，可通过关闭局部膜件或调整掌握系统设定值来匹配 产能。2.7.2 制氮膜的掌握和保护通过压力传感器可以在掌握面板显示膜组进气、膜组产气的压力，同时就地 安装膜组入口压力表、产品氮气压力表。操作压力特别时自动报警保护。原料空气油雾含量在线显示，使空气处于良好状态，保证膜组件稳定、平安 工作。通过温度传感器可以在掌握面板显示膜组进气温度，同时就地安装膜组入口 温度仪表，操作温度特别时自动报警保护。2.7.3 增压机的掌握一级吸气压力低报警保护各级排气压力高报警保护各级排气温度高报警保护低润滑油压力报警保护振动超高报警保护底盘车的选型和安装底盘车制氮特种作业车设施选用的底盘车是北奔重卡3129 /8*4/1500+4750+1450/长驾底盘车，生产地：中国包头。该车完全符合 GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值、GB7258-2004机动车 运行平安技术条件要求。设施固定在底盘车上形成特种作业车形式，整车组装出厂时持有公告名目， 符合我国车辆上路行驶标准。底盘车的技术数据如下:驱动型式8x4轴距(mm)1500+4750+1450轮胎12.00-20颜色原厂标准色发动机型号WP10.290增压中冷 潍坊柴油机股份额定功率(Kw/rpm)213/2200最大扭矩(Nm/rpm)1160/1100-1500排放标准国III燃油箱容积(L)300升(油箱盖带锁)仪表电子式车速里程表、电子式发动机转速表、组合仪表、水 温表照明前照大灯、转向灯、前雾灯、夜间行车灯、示宽灯、倒车 灯、后雾灯、示高灯、制动灯、照明灯、牌照灯。驾驶室平头两门长驾驶室、单层卧铺、可倾翻65。、主驾座椅为高 靠背减震座椅+扶手、副驾为高靠背座椅、可调方向盘。选装件ABS系统、空调。车箱及设施的安装设施与载车底盘之间的连接采纳副大梁连接，车箱有整体防护外箱，全部车 上设施置于车箱内部。各部件间连接坚固，整车重心分布合理，对称布置整体重 心尽量接近中心线，严格依据各桥的载荷分部安装。车箱内各部件之间的固定连接充分考虑震惊对设施的影响，对简单消失震惊 的连接部位采纳牢靠性高的软连接方式连接，确保设施在行驶过程中和连续作业 中不会造成泄漏、渗漏，并有较长的使用寿命。车箱内整体安装合理、紧凑，便于操作。安装有24伏直流防爆照明灯具，便于野外夜间操作和设施修理。车箱周边安有示高、示宽灯，便于夜间行车平安。车箱两侧设计有工作走廊，车辆行驶中收起，工作时翻开便于设施操作及维 护。车箱顶部设计为可翻开式，便于设施修理吊装，箱体通风散热条件好。在底盘车上有安装高压硬管线的管线架。在底盘车下带有供应设施工作的外置式柴油箱，加油孔(带滤网、带锁)位 置合理，便于操作。可按用户要求加装工具箱。柴油箱和工具箱的设计安装在设计会审时确定。2.8 制氮车设施的帮助配套随机供应输气硬管线，按35MPa的工作压力等级配备，连接方式为由壬, 口径为1-1/2”或2"，每根2m长，总计10根。随机供应输气硬管线的活动弯头3只。3质量保证和技术文件最终验收在买方场地依据技术标准由双方人员共同进行，设施进行2井次的 现场施工验收。验收合格后，双方签署设施最终验收合格报告。质保期为12个月，起始时间从现场验收合格，双方签署验收合格报告之日 起计算；或者货到后18个月，以先到为准。在质保期内装置发生的一切属于设 计和选材的质量问题，由供方免费进行修理、维护及更换，并对所更换的局部供 应此外12个月的质保。质保范围中不包括易损件和消耗品。供方保证供应全面的售后服务。在质保期内，供方收到设施消失质量问题的 通知后，将派出技术服务人员（带需要的替换零部件）在3天内到达现场，进行 免费修理。如供方不能保证准时的售后服务，需方有权自行进行设施的修理，费 用由供方担当。供方将对本设施供应不少于10年的零配件供应和技术支持。供方对所供应的技术文件的完整性和精确性负责。每套技术文件至少包括以卜.内容：说明整机及主要部件的全部技术法律规范、结构、性能、工作原理的说明书。整机及主要部件的全部资料包括总装图、分装图、流程图、掌握系统图 和电路图。整机及主要部件的操作手册和维护修理手册。全部部件的零件手册，包括分解图、零件号及需用数量。燃料油、润滑油、液压油和冷却液的技术标准和用量。4培训验收设施在出厂前，由用户派遣技术培训组人员4人到厂家进行学习和培训，为 期1周。包括设施原理、系统组成、现场操作、设施维护以及设施安装、设计计 算等内容的技术培训。以保证设施投入正常使用后需方的操作和技术人员能够熟 识把握其操作和维护方法。设施到买方现场后，供方派有阅历的工程师按技术性能要求进行设施调试。 供方技术人员的费用自理，用户应供应当地交通工具以及工作生活上的便利。在 设施到达现场进行调试投产期间，由厂家技术人员对用户操作人员进行现场技术 培训。培训内容包括设施原理、工艺流程、系统组成、现场操作、设施维护与保 养、设计计算、掌握系统、报警系统等内容的技术培训，使用户受培训人员到达 娴熟、独立操作和维护设施。意耐盐碱、耐油、耐热、耐潮湿、耐寒要求。设计所遵循的原那么：>适合使用环境条件>满意工艺工况的需要>特别设计满意特别要求>工艺对动力性和对连续工作力量的要求> 适应工艺的应变力量运行的经济性、牢靠性和耐用性制氮车设施的技术标准符合国际通用标准及中国我国标准，遵循的法律规范 及标准如下：> API500RP石油设施电力装置场所分类推举作法ASME第VIII局部锅炉和压力容器规程> ASME第II局部压力容器焊接ANSI B16.5管法兰和法兰配件> GB150压力容器的设计、制造标准GB151钢制管壳式换热器> GB8978-1988废液排放标准GB 7258-2004机动车运行平安技术条件制氮车设施中全部压力容器具备法定管理部门的检测报告和认定证书。1.3 制氮车设施的工艺流程制氮车设施的工艺流程简要如下:环境空气经柴油发动机驱动的喷油螺杆空 气压缩机组进行压缩后进入后冷却器对压缩空气进行冷却，再经空气缓冲罐除水 后进入空气后处理系统，其中包括空气过滤器过滤处理、活性炭过滤器吸附除油 和空气温度调整装置。经处理后的干燥、纯洁、恒温的压缩空气进入膜系统中进 行氮一氧分别，分别出的富氧空气排入大气，而到达所需纯度的氮气送至氮气增 压机，被压缩至要求的压力供应使用。1.4 制氮车设施的构成和安装尺寸每一套制氮车设施由一台特种作业车组成，车上设施包括氮气发生和氮气增 压，全部设施安装在一部底盘车上。由一部底盘车安装的制氮车设施，可运输至作业现场使用。安装后的上装设 施及整车形状尺寸符合我国的相关交通法规的规定,作业车具有足够的抗震性及 越野性能，能适应油气田井场作业的要求。制氮车设施在交付时供应我国公告名目，整车是我国产品公告上许可的定型 产品，保证使用者注册登记和落户。符合我国标准GB1589-2004道路车辆外 廓尺寸、轴荷及质量限值规定，达至IGB 7258-2004机动车运行平安技术条 件及我国相关质量标准。制氮车设施的注册公告和安装数据如下:公告号和公告名称KTU5310TDZ氮气增压车总长12000mm总宽2480mm总高3980mm整备质量30870Kg制氮车设施的组成（除底盘车外）包括：动力柴油发动机一台、空气压缩机 和氮气增压机各一台、液压动力驱动的冷却单元、空气处理单元、膜分别制氮单 元和掌握系统，以上设施全部总成安装在底盘车上。在底盘车下安装有燃油箱、 工具箱等。制氮车设施的主要配套设施包括动力柴油机、空压机、增压机等全部是国外 原厂原装的产品。空气过滤器、制氮膜组件等也是国外原厂原装的产品。设施掌 握部件、仪表、阀门等选用国际名牌产品。制氮车设施所配套部件、零件、仪表 等均是全新的、未经使用的正品，配置是先进、完整、牢靠的，制氮车设施在技 术上具有国际先进性。2制氮特种作业车设施的具体技术配置以下具体描述制氮特种作业车设施各局部的配置和技术数据。2.1 动力柴油发动机配备Caterpillar C18连续负载型、四冲程、涡轮增压电喷柴油发动机一台 作为制氮特种作业设施的动力，该发动机供应空气压缩机、氮气增压机、冷却风 扇的液压动力等全部的动力需要。柴油发动机的技术参数电喷柴油发动机C18 DITTA技术参数如下:额定功率700bhp/1800rpm气缸排列形式V列式气缸数量12冲程数量4气缸内径137 mm冲程152 mm排量27 L压缩比15.6： 1特性双涡轮增压转向逆时针（飞轮端）燃烧系统电子喷射传动方式直联驱动冷却方式ATAAC水冷尺寸L1972/W1483/H1496mm重量约 2261KG耗油量147L/H （满载）柴油机的配置和掌握Caterpillar的标准配置:空气涡轮增压器燃油系统：充油泵和输油泵，旋转全流燃油过滤器机油过滤器电马达启动、电子喷射燃烧系统排气口带有排气消音器和火花抑制器加装预润滑泵 24V直流电吸油泵供油引擎托架、飞轮、飞轮壳散热冷却系统：机油冷却器、节温器、水冷却器排气系统：干式，凸缘连接排气口油压、水温、速度数据可远传柴油机仪表系统：安装仪表盘，显示发动机油压表、燃油压力表、引擎 水温表、发动机油温表、转速表等就地仪表。柴油机自带充电发电机及启动蓄电池柴油机报警连锁信号及保护：配备发动机油压过低、发动机油温过高、 发动机水温过高、缺水、发动机转速高自动保护装置和远程紧急停车装 置。2.2 空气压缩机选配Sullair公司的油润滑双级螺杆风冷空气压缩机。 空气压缩机的技术参数空压机配置型号1150/350排气量32.5m3/min排气压力2.41 MPa额定转速1800rpm轴功率452BHP冷却方式风冷形状尺寸1960X1345X1575mm重量2095kg重载型双级螺杆，5年或者10000小时免费质保带清洁指示器的重载吸气空气过滤器（双级）SULLAIR油气分别器自动调温型温控阀气动式进气阀，0至100%容量掌握空载预热开关低温启动装置空压机采纳寿力公司原厂的全天候润滑油（AWF）,依据寿力公司原厂的指 标数据，该润滑油适应在-29C49c环境温度条件下使用。2.3 .3空压机仪表和保护保护停机开关：当压缩机温度过高或油压过低、操作压力过高、过低均能测 知并自动停机。空气压缩机的仪表包括：空气压力表排气温度表油气分别器保养指示表油位计油过滤器保养指示表油压表空压机的动力连接传动传动方式：柴油机直连驱动。空压机和柴油发动机的连接采纳SULLAIR的原装联轴器与柴油发动机直 联，弹性元件为高强度橡胶。2.3 氮气增压机选配美国Knox western公司TP220平衡对置式、多级气缸压缩机，由Caterpillar C18柴油电喷发动机的后轴输出做为增压机的动力驱动。2.3.1 增压机设计数据冲程最大最小设计点进气压力MPa2.41.61.8进气温度67-40排气压力MPa-35产品气温度W最高环境温度+15设计工况下排量m3/min-15海拔高度m2500-1000环境温度+42-3020气体介质氮气3.0英寸压缩级数3级压缩活塞杆直径1.125英寸拐数2设计转速1800RPM功率220HP冷却方式风冷传动方式柴油机直联驱动增压机描述平衡对置式、多级气缸气体压缩机。面对帮助端（主油泵）、转向为逆时针重型、水平平衡/对置，防尘、防潮箱体各级压缩气缸、缸体吸气洗涤罐各级排气缓冲罐、吸气平安阀、排气平安阀平衡锻钢曲轴、锻钢连杆、精密三金属主轴承润滑油泵进行轴承、十字头的压力润滑，配有溢流阀润滑油过滤器配进、出口的压力表曲轴箱呼吸器油位视窗强制润滑注油器进行气缸和填料的润滑润滑系统包括安排器、指示器、无流量停机开关润滑系统采纳不锈钢配管和镀镉碳钢接头增压机的动力连接传动增压机与柴油机间以TORFLEX型高弹性联轴器连接，抗冲击力量强，自 动补偿轴向位移。联轴器选用Vulkan的产品。2.4 冷却单元冷却单元包含了动力柴油发动机、空气压缩机、氮气增压机的各介质在工作 中所需要的冷却换热，冷却单元由冷却器局部、风扇及传动局部、液压驱动局部 组成。冷却单元的液压泵的动力来自于CAT C18柴油发动机。冷却器局部特地设计的翅片式高效组合冷却器，由不同冷却介质的多个冷却器组合叠加 而成，包括柴油机润滑油、冷却水、中冷、空压机润滑油和压缩空气的冷却、增 压机润滑油和各级间工艺气冷却。冷却器由专业制造商生产，组合式冷却器叠加安放于特种作业车的两侧。风扇局部冷却器配选两只风扇，水平安装在特种作业车的顶部，采纳冷却风由车的侧 及后面吸入，向顶部吹风并排出的最高效换热方式，风扇设计有导风罩和防护, 风扇的动力由液压马达带动。冷却风扇的动力和传动由柴油发动机驱动液压泵，由液压泵带动两只液压马达驱动风扇。液压动力和传动局部包括了液压泵、液压油箱、液压油管线和调压装置、液 压马达、液压油的冷却，其中液压油的冷却也设计在组合冷却器内。2.5 空气处理单元空气处理局部对空气压缩机供应的压缩空气进行处理,使处理后的空气到达 以下指标： 含油量 40.003Ppm固体颗粒£0.01 pm空气温度3550空气处理单元包括五级空气过滤器，以去除空气中的油份含量和固体杂质， 满意制氮膜对空气的要求。同时通过换热器对空气进行温度调整。其中第一、二、 四级为精细过滤器。第三级是活性炭吸附过滤器，主要吸附空气中的气态油。第 五级为碳合成精油过滤器。空气处理单元中的一、二级过滤港的底部安装有电子自动排放阀和手动排放 阀，用来排出过滤器中过滤出的微量液体。后三级过滤器的底部安装手动排放阀。 压缩空气处理系统的各排放点的排放管线汇总后集中排放。在液体排放管路上加 有伴热和保温。为反映滤芯工作状态（污染堵塞状况），在过滤器上装有压差传感器，以提 示操作者留意保养更换滤芯。为保证对膜具有肯定的激活力量以提高产氮气率在 其次级过滤器后有能掌握温度的换热器。空气处理单元的具体配置如下：2.5.1 空气缓冲罐容积：0.3m3工作压力：2.5MPa空气缓冲罐对压缩空气起到缓冲、冷却和除液的作用。空气缓冲罐由具有压 力容器生产资质的厂家生产，带有检测报告。空气缓冲罐能稳定膜入口压力，调整压缩机运行工况。空气缓冲罐内置筛网 除沫器，其原理相当于油/气分别器，可以进一步将空气冷却并除掉一局部油水, 下连自动/手动排液阀，排液阀及排液管线加有保温伴热带，防止冬天结冰堵塞 管线。2.5.2 第一级空气过滤器选用美国Zander公司产品，其作用为去除残留液态和大的颗粒物。令规格型号：G14/25ZR。工作压力：2.5 MPa令处理气量：45m3/min令 过滤精度：微粒wlpm,油WO.3Ppm2.5.3 其次级空气过滤器选用美国Zander公司生产的精细过滤器，其过滤精度大于一级。©规格型号：G14/25XR令过滤精度：微粒00.01pm,油W0.01ppm令工作压力：2.5 MPa令处理气量：45m3/min2.5.4 第三级过滤器第三级过滤器采纳活性碳吸附过滤器，其作用为吸附空气当中的微量的气、 雾态油份。活性碳吸附过滤器的外壳由具有压力容器生产资质的厂家生产，带有 检测报告。内部安装碳吸附剂构成活性碳床层。令处理气量：45m3/min令工作压力：2.4MPa2.5.5 第四级空气过滤器