中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统及方法，系统包括液体硫磺管道停输稳压系统、液体硫磺管道停输泄放系统、硫磺再熔化压力保护系统。与现有技术相比，本发明专利技术的积极效果是：推动了中长距离液体硫磺管道的停输泄放和再启动理念发展；通过选择并设置沿途典型低点停输泄放系统和高点稳压系统，能够最大程度将停输后管道内的硫磺利用其余温排放至系统外，降低凝固膨胀和再启动不均匀膨胀对管道系统的威胁；再熔化时，通过设置低点安全泄放系统，辅以管道系统的加热程序，进一步降低低点积聚的凝固硫磺不均匀熔化膨胀风险，主动将硫磺从管道内壁和中空管内侧排出系统，提供了更多膨胀空间。

Safety relief system and method for stop and restart of medium and long distance liquid sulfur pipeline

The invention discloses a safety relief system and method for shutdown and restart of medium and long distance liquid sulfur pipeline, which includes a pressure stabilization system for liquid sulfur pipeline shutdown, a liquid sulfur pipeline shutdown and drainage system, and a sulfur remelting pressure protection system. Compared with the prior art, the positive effect of the present invention is to promote the development of the concept of shutdown, discharge and restart of medium and long distance liquid sulphur pipelines; by selecting and setting typical low-point shutdown and discharge system and high-point pressure stabilization system along the pipeline, the sulphur in the pipeline after shutdown can be discharged out of the system to the greatest extent by utilizing the remaining temperature. To reduce the threat of solidification expansion and restarting non-uniform expansion to pipeline system; to further reduce the risk of non-uniform melting expansion of solidified sulfur accumulated at low points by installing a low-point safety discharge system, supplemented by heating procedures of pipeline system, and to actively discharge sulfur from the inner wall of pipeline and inside of hollow pipe. It provides more space for expansion.

【技术实现步骤摘要】
中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统及方法
本专利技术涉及一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统及方法。
技术介绍
由于大气污染控制标准日益提高，同时相关工业对硫磺需求旺盛，因此硫磺产品回收成为天然气净化工艺中的关键部分。硫酸工业是硫磺的最大供应目标，相比固体硫磺交易，液体硫磺输送可省去上游硫磺固化和下游硫磺再熔的投资和运行费用，且具有运输效率高、粉尘污染少等特点；相比槽车运输，管道运输具有操作连续、储罐需求低、介质保温性能稳定、社会影响小等优点，适合长期连续生产，因此在技术可行的前提下，可优先应用管道输送方式。硫磺产品在常温下呈固体状态，液态硫凝固点为113～119℃，黏性较高。目前常采用预制程度较高的电伴热或蒸汽伴热+保温技术保障液体硫磺管道正常输送。同时，硫磺产品在固态液化时，其体积将发生一定程度膨胀，膨胀量约为10％。在管道受伴热故障或生产计划影响发生停输后，若不及时排出硫磺，则可能因硫磺积聚而引起满管凝结；由此造成再启动过程中因硫磺液化引起的管道涨裂风险；由于管道预制程度较高，一旦管道破裂，维修费用极为昂贵，甚至造成管道报废。目前，液体硫磺管道常建设于天然气净化厂中，由于厂内管道距离较短、且坡度可控，因此一般在停输后采用自流、吹扫等方式排出液体硫磺，防止硫磺在管道内部大量聚集。对于某些硫磺回收与硫磺成型单元距离较远的处理厂，也尽可能通过调整管道架空高度的方式，避免管道沿途低点，并采用末点泄放的方式在停输后排出一部分液体硫磺，且尚未见其他措施报道。对于中长距离硫磺管道而言，通过调整管道标高或推填路由高程来完全避免中途低点成本巨大，管道沿途必然存在局部低点，形成液袋；同时，由于管道长度和起伏可能较大，通过起点吹扫的方式难以有效排除液体硫磺。同时，如前所述，一旦硫磺因重力积聚于管道低洼处，形成满管固体，在再启动过程中极有可能发生膨胀破管的问题。目前常用管道缓慢升温的方式逐步熔化管内固体硫磺，从理论上可防止硫磺局部膨胀憋压。然而，由于硫磺聚集和管道局部热损失差别，且凝固硫磺与管道内壁粘附力较强，在某些情况下，这种再熔化方式仍有可能引起满管固体硫磺段发生不均匀液化，存在管道破裂隐患。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点，本专利技术提供了一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统及方法，进一步完善了中长距离液体硫磺管道安全输送技术；本专利技术基于液体硫磺停输过程中冷凝收缩和再启动过程中受热膨胀的基本原理，综合考虑液体硫磺管道停输和再启动运行安全，从管内介质压力控制的角度出发，结合伴热与控制系统，实现停输过程快速排放，以减小再启动胀管风险，同时实现再启动过程中低点满管段的硫磺安全熔化。本专利技术所采用的技术方案是：一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，包括液体硫磺管道停输稳压系统、液体硫磺停输泄放系统、硫磺再熔化压力保护系统，其中：所述液体硫磺管道停输稳压系统包括高点开孔管件和设置在高点开孔管件上的两路高点稳压进气管，在两路进气管上均依次设置球阀和止回阀，在两路进气管汇合后连接进气加热器，在汇合后的进气管道上安装有温度变送器；所述液体硫磺停输泄放系统包括低点开孔管件和与低点开孔管件连接的液体硫磺泄放支管，在支管上依次设置温度变送器、第一球阀、截止阀和第二球阀，在第二球阀处设置液硫螺杆泵旁路，在支管末端设置液硫回收池；所述硫磺再熔化压力保护系统包括低点开孔管件和设置在低点开孔管件上的至少两路再熔化压力保护支管，在每路再熔化压力保护支管上均依次安装闸阀和盲法兰，在盲法兰下方设置硫磺临时收集桶，所述再熔化压力保护系统还包括硫磺再熔化中空管。本专利技术还提供了一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放方法，包括如下步骤：步骤一、根据液体硫磺管道走向高程变化情况，选择沿线典型低点作为停输安全泄放点；选择典型高点作为停输管道稳压进气点；步骤二、在液体硫磺管道发生停输后，立即切断主液硫管线起点和末点阀门，依次开启低点液体硫磺停输泄放系统和高点稳压进气系统；打开低点泄放系统的球阀，向液硫回收池排放高温液体硫磺；当硫磺排放一定时间后，打开高点稳压进气系统球阀，并通过加热引气口注入高温空气；步骤三、当低点液体硫磺停输泄放系统出料非常缓慢或停止后，关闭高点稳压进气系统和低点液体硫磺停输泄放系统，完成停输泄放过程；步骤四、再启动时，首先开启硫磺再熔化压力保护系统，依次包括解除开孔管件支管的盲法兰、开启局部电伴热系统、安装硫磺再熔化中空管、开启中空管加热系统；步骤五、全线开启伴热和温控系统，分步、缓慢将温度提升至90℃和120℃；在硫磺熔化过程中，低点硫磺通过插入式中空管、管道系统排入硫磺临时收集桶；步骤六、当系统升温至120℃并稳定后、硫磺呈现液态且从中空管持续排出时，终止介质泄放；旋转取出中空管，并关闭硫磺熔化管道闸阀，完成液体硫磺再熔化保护过程。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：(1)完善理念：目前相关报道的液体硫磺管道管理技术尚存在于处理厂内或短距离单坡向硫磺管道，距离短且基本无中途低洼，本专利技术进一步推动了中长距离液体硫磺管道的停输泄放和再启动理念发展。(2)保障安全：通过选择并设置沿途典型低点停输泄放系统和高点稳压系统(带加热)，能够最大程度将停输后管道内的硫磺利用其余温排放至系统外，降低凝固膨胀和再启动不均匀膨胀对管道系统的威胁；再熔化时，通过设置低点安全泄放系统，辅以管道系统的加热程序，进一步降低低点积聚的凝固硫磺不均匀熔化膨胀风险，主动将硫磺从管道内壁和中空管内侧排出系统，提供了更多膨胀空间。(3)综合经济性佳：液体硫磺管道造价高昂，本专利技术采用的泄放、稳压和熔化保护系统，投资较小，且能够充分依据管道损伤原理，实现管道保护，综合经济性佳。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术的管道稳压系统示意图；图2为本专利技术的停输泄放系统、硫磺再熔化压力保护系统和硫磺收集系统示意图。具体实施方式一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，如图1和图2所示，主要包括：高点开孔管件1、高点稳压进气管2和5、球阀3和6、止回阀4和7、进气加热器8、温度变送器9、低点开孔管件11、球阀12/14、截止阀13、液硫螺杆泵15、液硫回收坑16、温度变送器17/21、闸阀22、盲法兰23、硫磺临时收集桶24和硫磺再熔化中空管25等。其中，高点开孔管件1、高点稳压进气管2/5、球阀3/6、止回阀4/7、进气加热器8、温度变送器9等组成液体硫磺管道停输稳压系统，负责液硫硫磺排放过程中管道内压补充和管道稳压所需外界输入气体加热；低点开孔管件11、球阀12/14、截止阀13、液硫螺杆泵15、液硫回收池16、温度变送器17等组成液体硫磺管道停输泄放系统，负责液体硫磺管道停输后排出管道内硫磺；低点开孔管件11、温度变送器21、闸阀22、盲法兰23、硫磺临时收集桶24和硫磺再熔化中空管25等组成硫磺再熔化压力保护系统，负责硫磺管道再启动过程中实时泄放低点压力，配合加热熔化系统，进一步防止管道胀裂。所示系统中，根据液体硫磺管道具体走向和起伏情况，分别考虑设置不同数量的液体硫磺管道停输稳压系统、液体硫磺管道停输泄放系统和硫磺再熔化压力保护系统。液体硫磺管道停输稳压系统设置在管道的沿程高点，引入稳压空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，其特征在于：包括液体硫磺管道停输稳压系统、液体硫磺管道停输泄放系统、硫磺再熔化压力保护系统，其中：所述液体硫磺管道停输稳压系统包括高点开孔管件和设置在高点开孔管件上的两路高点稳压进气管，在两路进气管上均依次设置球阀和止回阀，在两路进气管汇合后连接进气加热器，在汇合后的进气管道上安装有温度变送器；所述液体硫磺停输泄放系统包括低点开孔管件和与低点开孔管件连接的液体硫磺泄放支管，在支管上依次设置温度变送器、第一球阀、截止阀和第二球阀，在第二球阀处设置液硫螺杆泵旁路，在支管末端设置液硫回收池；所述硫磺再熔化压力保护系统包括低点开孔管件和设置在低点开孔管件上的至少1路再熔化压力保护支管，在每路再熔化压力保护支管上均依次安装闸阀和盲法兰，在盲法兰下方设置硫磺临时收集桶，所述再熔化压力保护系统还包括硫磺再熔化中空管。

【技术特征摘要】
1.一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，其特征在于：包括液体硫磺管道停输稳压系统、液体硫磺管道停输泄放系统、硫磺再熔化压力保护系统，其中：所述液体硫磺管道停输稳压系统包括高点开孔管件和设置在高点开孔管件上的两路高点稳压进气管，在两路进气管上均依次设置球阀和止回阀，在两路进气管汇合后连接进气加热器，在汇合后的进气管道上安装有温度变送器；所述液体硫磺停输泄放系统包括低点开孔管件和与低点开孔管件连接的液体硫磺泄放支管，在支管上依次设置温度变送器、第一球阀、截止阀和第二球阀，在第二球阀处设置液硫螺杆泵旁路，在支管末端设置液硫回收池；所述硫磺再熔化压力保护系统包括低点开孔管件和设置在低点开孔管件上的至少1路再熔化压力保护支管，在每路再熔化压力保护支管上均依次安装闸阀和盲法兰，在盲法兰下方设置硫磺临时收集桶，所述再熔化压力保护系统还包括硫磺再熔化中空管。2.根据权利要求1所述的中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，其特征在于：所述高点开孔管件为上部开孔的主管短节，所述低点开孔管件为下部开孔的主管短节，二者均为水平直管或弯管，与上下游干线管道焊接相连。3.根据权利要求1所述的中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，其特征在于：所述液硫回收池底层和边层均依次设置沥青布、混凝土和塑料膜布。4.根据权利要求1所述的中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放系统，其特征在于：所述硫磺再熔化中空管包括一段薄壁钢管和外套法兰，所述外套法兰与盲法兰对应尺寸一致，所述钢管上端部加工有锯齿口，上半部分为部分镂空结构。5.一种中长距离液体硫磺管道停输和再启动安全泄放方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、根据液体硫磺管道走向高程变化情况，选择沿线典型低点作为停输安全泄放点；选择典型高点作为停输管道稳压进气点；步骤二、在液体硫磺管道发生停输后，立即切断主液硫管线起点和末点阀门，依次开启低点液体硫磺停输泄放系统和高点稳压进气系统；打开低点泄放系统的球阀，向液硫回收池排放高温液体硫磺；当硫磺排放一定时间后，打开高点稳压进气系统球阀，并通过加热引...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊文，杨帆，郭艳林，王磊，缪晖，汤晓勇，谌贵宇，陈运强，祝疆，姜炜，边云燕，黄静，余洋，边文娟，刘新野，肖芳，
申请(专利权)人：中国石油工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51