膨張圧縮機の膨張側出口に緊急遮断弁を設置する必要があるか
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先輩の皆様、現在、私はある問題に直面しており、少し困惑しています。ご指導を賜りたく存じます：1、規格の要求によれば、膨張圧縮機では膨張側の入口にのみ迅速遮断弁の設置が求められており、膨張側の出口には遮断弁の設置は要求されていません。現在取り組んでいるこのプロジェクトでは、元のFEEDファイルにおいて入口と出口の両方に遮断弁が設置されていましたが、これは間違っていると思います。膨張圧縮機が停止する際には、膨張側の出口に遮断弁を設置してはならないと考えます。そうしないと過回転を引き起こす可能性があります。私の理解が正しいかどうか教えてくださいプロセスレビューの際にも、私なりの理解を述べましたが、元の設計では出口にその遮断弁を残すことが必須だということで、結局そのまま残されました。 2、その後、膨張圧縮機プロセスのHAZOP分析において、メイン担当者は、もし膨張端の入口側フィルターが詰まると入口圧力が著しく低下する可能性があると指摘し、そのため結論として、膨張端の入口圧力が低くなった場合のインターロック機能、および加圧端の入口圧力が高くなった場合のインターロック機能の追加を提案した。私の理解では、膨張端入口の低圧リレーは不要です。もし膨張端入口の圧力が低くなれば、自然と膨張機の吸気量が減少し、回転速度も徐々に低下して最終的に自動的に停止します。したがって、別途連動装置を設定する必要はない。 上記の問題について、先輩の皆様にご指摘をいただきたく存じます。私の理解が正しいかどうか、（1）膨張端の出口に緊急遮断弁を設置しても問題はないでしょうか？（2）現在、膨張端入口の低圧検出連動装置および加圧端入口の高圧検出連動装置はプロセスに依然として残っています。プロセスの所有者が承認しているため、変更するのはかなり面倒です。また、DCSシステムを統合する際には設定値を提供する必要があります。そこで、この2つの設定値はどのように設定すればよいのかご教示いただきたいです PS：膨張側の入口・出口圧力：1025psig（7.07MPa）-------435psig（3.0MPa） 増圧側の入口・出口圧力：410psig（2.8MPa）----------520psig（3.59MPa）
第一の質問ですが、膨張機の出口に緊急遮断弁を設置する例はほとんど見たことがありません。でも個人的には問題ないと思いますし、費用もそれほどかからないでしょう〜へへ〜。あなたが言及した「飛行状態」というのは、主に加圧側が原因で起こります。緊急遮断が作動すると、膨張機の入口と出口は閉じられ、空気の流れもなくなるため、回転速度も生じません。覚えておいてください、膨張側こそが駆動側なのです〜。第二の質問ですが、入口フィルターに圧力差連動装置を追加するのは良い方法です。氷の詰まりや砂の詰まりといった事故時に役立ちます。通常運転時にその装置を解除するかどうかは、オーナー次第です。加圧側の圧力が高くなる場合、当時の連動装置の目的は何だったのでしょうか？あなたたちが設計しているのはどんなプロセスですか？~~
ご指摘ありがとうございます。入口フィルターには差圧連動機能は設定されておらず、膨張端の入口に低低圧力連動機能が設置されています。よくわかりません。もしフィルターが詰まって入口圧力が下がり、つまり膨張端の入口での空気量が減少すれば、膨張機の回転速度も自動的に下がるはずですよね。ある程度になれば自動的に停止するので、なぜそれが必要なのでしょうか？おっしゃる事故についてはまだ役立つ点があるのですが、どう解釈すればよいかわかりません。ご指導を賜りたく、よろしくお願いいたします！ また、過圧側の入口に高圧リレーを設置することについても、個人的には必要ないと思います。高圧警報で十分です
これはおそらく天然ガスの後段過圧プロセスでしょう。フィルターが詰まると、膨張機の入口圧力が下がり、回転速度も低下します。あなたが言う自動停止は、行き過ぎています。通常、あの程度まで塞ぐことは許されていません。 一般的にはフィルターの圧力差を制御し、ある程度詰まると点検が必要となり、さらに詰まるのを防ぎます。これにより、装置の生産性や経済的効率に悪影響を与えません。 この圧力差は必要であり、プロセスガスの清浄度が保証されている場合を除き、工学的にはフィルターネットを取り外すことも可能です。 あなたは後段過圧プロセスで、過圧側の入口に高高リレーが設定されていますが、その目的はわかりません。もし出口に高いリレー制御を設けて、システムの過度な加圧が後続工程に影響を与えるのを防ぐのであれば、それは理解できる :lol
ご返信ありがとうございます。おっしゃる通り、後段の過圧プロセスです。おっしゃる意味は理解しています。フィルターの圧力差が一定値に達したら交換が必要であり、フィルターの前後にも圧力差警報を設定しており、フィルターの上流側にも過圧警報を設定しています。ただ、今分からないのは、その「極低値」をどの程度に設定すべきかということです。膨張機についてあまり詳しくないのですが、私の考えでは、他の圧縮機と同様に、装置自体に遮断保護機能があるべきだと思います。つまり、入口圧力がある一定値以下になったら、装置自体が停止するようになるのです。そして、私のプロセスにおいては、この入口圧力の低圧連動設定値は、装置自体の設定値よりもわずかに高い程度で十分です。私の理解が正しいかどうかわかりません。皆様、どうぞご指導を賜りたく、よろしくお願いいたします！ 過圧側の入口に高高連動ロックを設けるのは間違いだと思い、修正する予定です。連動ロックをなくし、高圧警報のみを設置します。
もし膨張機の入口に低低連動装置を設置するのであれば、それは膨張機の安全性を考慮したものでしょう。例えば、水分や真珠砂が板式フィルターや膨張機の入口に入ってしまうことがあります。入口にフィルターがあって一部を遮断できるものの、それでも氷晶が膨張機のインペラーに衝突し、振動や軸温度の上昇などの問題を引き起こす可能性があります。一方、圧力上昇側に高高連動装置を設けるのは実際にはあまり見られず、基本的には高圧警報と定圧バルブの組み合わせで対応しています。この部分で連動して停止させる必要はないでしょう。おそらく、この設計は運転状態から外れて暴走事故のような事態が起きるのを防ごうとしたものだと思います~~
ご返信ありがとうございます。午前中に国内の膨張機メーカーの技術者と話し合ったところ、彼らは膨張端入口の低圧リレーも設置しなくてもよいと考えており、通常は設置しないそうです。ただ、回転速度が低下するとオイルフィルムがベアリングを均一に覆えなくなるのではないかと心配して、低圧遮断機能を設けているのだと思われます。また、回転速度が低下して停止してしまっても問題ないとのことです。
膨張機は確かに作動回転数で長時間稼働させるべきではありませんが、この懸念は回転数に連動制御を設ければいいのではないでしょうか〜例えば、回転数が5000未満の状態が3分以上続いたら、膨張機を自動的に停止させるといった具合に~
私もその意見に同意します。入口フィルターが詰まると、入口圧力や流量が低下するにつれて膨張機の回転速度も低下するはずだと理解しています。ある設定回転速度以下になると（つまり、先ほど述べたように、適切な油膜がベアリングを覆えなくなる回転速度以下になると）、3分や5分ほど経つと、装置は連動して停止するのです。しかし、海外のメーカーがこの値を設定しているかどうかは分からず、連絡を取るのも難しく、私たちのメールに返信してくれないようです。国内のメーカーでは、これほどまでに考慮されていないようです。。
膨張機出口に緊急遮断弁を設置する？