N₂作为大气主要成分之一,约占空气总体积的 78%,具有高度的稳定性,能在高密度环境中替代氧气及其他活性气体,建立无氧、防火、防腐蚀的作业环境,显著提升安全生产系数。N₂的大量存在与较低成本,令其成为理想的选择,尤其是在需要创造特殊气体环境的情况下。
氮气吹扫装置主要由氮气发生装置、吹扫控制系统和吹扫管路组成。氮气发生装置通过空分技术或膜分离技术将空气中的 N₂分离出来,得到纯度较高的 N₂。吹扫控制系统根据设定的参数,控制 N₂的流量、压力和温度,将 N₂输送到需要吹扫的部位。吹扫管路则负责将 N₂输送到各个需要吹扫的舱室或管道中 。
在 FPSO 上,北京中惠普吹扫捕集进样器主要用于原油舱的惰气填充和管道系统的吹扫。当原油舱需要填充惰气时,吹扫控制系统将 N₂输送到原油舱中,使舱内压力保持稳定,防止原油因压力过低而挥发 。同时,N₂还可以作为氧气的屏障,防止原油氧化变质。此外 N₂不易与其他物质发生化学反应,且具有良好的扩散性和渗透性。在吹扫过程中,N₂被加压后引入管线,能够以极快的速度扩散,有效置换原有气体,特别是 O₂和 H₂O,为后续的操作营造出安全无氧化的氛围。这种置换作用源于 N₂本身的高扩散速率和较低的密度,使其能在短时间内均匀散布,确保每一个角落都得到充分 “清洁”。使用此系统可将管线内的油气排挤出来,并通过排气装置将油气和 N₂的混合物排出管线外,最终达到清洁管线的目的,保证管道系统的清洁度和安全性。