集气站压力容器及操作安全技术讲义课件.ppt

气田地面集输工艺模式,集气站（加热、节流、分离、计量、脱水）,三 多： 多井高压集气、多井注醇、多井加热 三 简： 简化井口、简化布站、简化计量 两 小： 小型橇装脱水、小型发电 四集中：集中净化、集中甲醇回收、集中监控、集中污水处理,靖边气田的地面建设从“集气半径、集输管网、净化工艺、管材选择”等多方面进行优化，形成了以“三多、三简、两小、四集中”为代表的靖边气田地面集输工艺。,1、靖边模式,适应榆林气田产能建设滚动开发的特点，在靖边模式的基础上，提出了“进一步减少集气站数量、缓建地面系统”的建设思路，形成了以“节流制冷、低温分离、高效聚结、小站脱烃”为特点的榆林气田地面滚动建设模式，同时在全面适应低温分离工艺的基础上，优选了五种小型高效设备。,2、榆林模式,气田地面集输工艺模式,在靖边、榆林模式基础上集成创新形成了以“井下节流、井口不加热、不注醇、中低压集气、带液计量、井间串接、常温分离、二级增压、集中处理”为主体的苏里格气田“中低压集气模式”。,该模式降低了地面管网系统压力等级，有效降低了地面建设投资。,、苏里格模式,气田地面集输工艺模式,油气田在生产过程中，压力容器是不可缺少的一种设备。它不仅数量大，分布面广，而且类型复杂，易发生事故。作为油气田的压力容器操作人员，保证压力容器安全运行是应尽的职责。为了帮助操作人员提高常用压力容器理论知识和实际操作水平，这章重点讲解负压加热炉、分离器类设备、三甘醇脱水装置、清管收发球装置等压力容器设备的结构，原理，操作规程和常见故障的处置。以确保压力容器设备的安全平稳运行。,第四章 集气站压力容器及操作安全技术,在常温脱水工艺中，天然气从气井采出后流经节流件时，由于节流作用，使气体压力降低，体积膨胀，温度急剧下降，就有可能产生水合物而影响生产。为防止水合物的生成，广泛采用加热的方法来提高气体温度。 在低温分离工艺中，加热的目的是通过提高节流前温度，使进站温度过低的气井经过加热、节流后，达到低温分离工艺所要求的温度。其实质是通过提高节流前天然气温度使节流后天然气温度处于其形成的水合物温度之上，而确保不形成水合物。目前长庆气田主要采用的是北京超拓公司生产的负压式水套加热炉（如图4-1-1）。,第一节 负压加热炉,第一节 负压加热炉,一、负压加热炉主要结构 本天然气加热炉系统主要由加热炉本体、燃烧器、供气管路和温度控制以及监控器等部分组成。以下分别介绍各部分功能： 1、加热炉本体 加热炉本体由炉体、炉胆、高压盘管、火嘴、防爆门、烟囱、加水包等部分组成。 炉体内盛满常压水，通过燃烧器燃烧天然气，并经炉内散热，使水浴升温，进而使浸在水中的高压盘管吸收热量，加热盘管内输送的天然气。,第一节 负压加热炉,2、燃烧器 燃烧器采用专利技术设计的多级喷射式负压型燃烧器。燃气通过三级引射器的引射，吸引空气并与之混合燃烧，无需配风机，使用方便，并有较好的防回火性能。,第一节 负压加热炉,3、管路及温度控制系统 该系统是燃料气供给和加热炉功率调节的控制核心，它将工艺管道2.5 kgf/cm2的燃气调节火嘴燃烧所需的燃气压力，并通过温度控制器控制和调节燃气流量，以达到调节火嘴热负荷的目的，同时该系统还设有母火熄灭保护器，以监测母火状态，当母火熄灭，系统自动切断燃料气，确保加热炉运行安全。,第一节 负压加热炉,4、监控系统 在有电条件下，为使系统运行更可靠，设计了监控系统。监控系统包括监控器、传感器和声音报警器。传感器指温度传感器液位传感器和火焰探测器，分别将水浴温度信号、液位信号和母火火焰状态传到监控器，对应地在监控器上有三个显示区，分别是：水浴温度显示区，水位状态显示区和母火状态显示区，另外还设有DCS工作状态显示区。监控器内部装有声音报警器，当母火熄灭水位过低，温度过高或过低时，发出声音报警。,第一节 负压加热炉,火焰监测器,温度控制器,气动控制阀,二、负压加热炉工作原理 集气站多井式负压型天然气加热炉有SC-4-F-40025和SC-4-F-25025，是气田井场专用加热炉，天然气开采的必用设备。本加热炉为快装水套式加热炉。可同时加热4井气体盘管，产量可达26万方天。它在常压下运行，以天然气为燃料，配备先进的负压型火嘴、进口的温度控制器及控制气阀，可实现温度自动调节和母火熄灭保护功能。系统坚固耐用，可在无电条件下正常运行，热效率达84。 为使系统运行更可靠，还设有监控系统。在监控系统的监控器面板上，可以直观地看到水浴温度，水位状态，母火状态以及与DCS通讯状态。当水位过低，母火熄灭，温度过低时，监控器便发出声音报警。,第一节 负压加热炉,（一）主要技术参数（SC-4-F-40025） 1、加热炉本体参数额定产量：26104m3d管程压力：25MPa工作温升：60比 热：0.50.8KCalKg*总 重 量：6.8T长宽高：560023002700（不含烟囱）2、烧器技术参数额定功率：480KW天然气热值：760010000KCaIm3燃气密度：0.710.78kgm3供 气 量：62 m3h 供气压力：2.56.0 kgf/cm2主燃气压力：0.30.7 kgf/c m2气源洁净度：无杂质,第一节 负压加热炉,（二）工作原理 燃料天然气从燃烧器喷出的高温火焰直接进入烟火管和烟气出口，烟火管和烟气出口附近的水受热后密度减小而上升，与气盘管传热后温度下降，再次和烟火管接触被加热上升，如此不断循环，流经盘管的天然气从盘管不断获得热量而温度提高。,第一节 负压加热炉,三、操作规程（一）操作参数,第一节 负压加热炉,第一节 负压加热炉,（二）设备图片,8,9,10,12,13,14,11,（三）操作步骤 1、操作前的准备 （1）检查加热炉本体完好，炉体及各管线的阀门、管件、仪器、仪表等安全附件装备齐全可靠，并使压力表、液位计处于投用状态； （2）检查各连接处紧固无泄漏； （3）向炉内加水，使炉内水位达到液位计的1/22/3，且高于上层盘管； （4）将减压阀、温控器逆时针旋转至最小状态，调小燃烧器一、二次调风板； （5）检查并导通流程，关闭天然气进口阀门，打开出口阀门，关闭燃气系统所有阀门，检查燃气供给压力在0.3-0.6MPa。,第一节 负压加热炉,2、点炉操作 （1）点母火 1）打开燃气系统进气阀门，调节减压阀控制燃气压力为0.1 MPa，打开控制器气源调节阀； 2）点燃点火器，将火源伸入点火孔，再缓慢开母火针阀，点燃母火，调节母火针阀和母火风门，使母火燃烧稳定，当控制器中的气源压力表指示0.05MPa时，关闭气源调节阀； 3）调试火焰探测器，当火焰探测器压力表有显示后（10-15psi）关闭母火针阀，观察火焰探测器压力表是否落零，否则调节火焰探测器使其缓慢落零； 4）再次点燃母火，观察火焰探测器压力表是否显示在10-15psi，如显示正常，关闭气源调节阀，再次检查母火燃烧是否稳定(系统运行正常时阀5一定要关闭，否则火焰熄灭后不会切断气源)。,第一节 负压加热炉,（2）点主火 1）全开气量调节阀，打开主火截止阀，使主火压力表指示为0.06MPa左右，主火即被点燃，调节燃烧器风门使火焰充分稳定燃烧； 2）调节气量调节阀使主火压力显示为0.02MPa，调节温度控制器到所需温度。 3）待加热炉内水温符合站内要求后，缓慢依次打开盘管进口各阀门，使被加热天然气温度逐渐升高； 4）待运行正常后，锁定控制系统参数。,第一节 负压加热炉,（3）运行中的检查及操作 1）检查加热炉水位、水温在正常范围，各处压力显示正常； 2）检查主火燃烧是否充分，最佳燃烧是2/3火焰为蓝色，1/3尾部火焰为黄色； 3）检查加热炉本体完好，无跑、冒、滴、漏现象； 4）定期对加热炉进行排污，排污量可依据情况自行决定； 5）认真做好设备运行记录；,第一节 负压加热炉,（4）停炉操作 1）停炉时应关小主火截止阀，降低输出功率半小时后，先打开气源调节阀，然后依次关闭主火截止阀、母火针阀，并关闭燃气管线所有阀门； 2）待加热炉温度降低到接近环境温度时，关闭天然气进、出口阀门，进口阀稍有开度，待炉温与环境温度一致时，方可将进口阀完全关闭； 3）长期停炉时，将加热炉水位加到正常范围，并定期小火烘炉。 （5）安全技术要求 1）点火应遵守“先点火后开气的原则”，点火时操作人员不能正对点火孔，以防止爆燃伤人； 2）如点火失败，或因故停炉，需等足够时间(至少30分钟)，以使炉内天然气排尽，确保炉膛内无天然气后才能重新点火。 3）加热炉防爆门能自由开启，加热炉运行时严禁操作人员靠近防爆门。,1桶(bbl)=42加仑(美制)=159升(l),第一节 负压加热炉,四、常见故障及处理方法（一）加热炉出口温度变化1、故障原因（1）燃料气压力不稳（2）进料量、进料状态或进料性质变化；（3）仪表失灵，造成烟囱冒烟，炉温升高或熄火；（4）连接部件损坏漏气。2、处理方法（1）检查减压阀及供气压力是否正常，如有问题应及时处理；（2）与相关部门联系，保证加热炉进料量、温度、性质稳定；（3）加强巡检，确保仪表灵活好用，严禁烟囱冒黑烟；（4）检查各连接部件及连接处是否损坏或漏气，如有问题应及时处理。,第一节 负压加热炉,（二）排烟温度高 1、故障原因 （1）火太大，加热炉超负荷运行； (2)进料流量减少或无流量； (3)火筒及烟管有烟垢 2、处理方法 （1）检查燃烧器及燃气控制管路系统是否失灵、压力偏高，如有问题，及时处理； （2）与有关单位联系平稳进料量； （3）清洗燃烧道内烟垢，平时注意燃烧器配风比例，杜绝不完全燃烧；,第一节 负压加热炉,（三）烟囱冒黑烟 1、故障原因 （1）燃料气含油、水过多； （2）烟囱挡板、风门开度不合适，造成缺空气，使燃料燃烧不完全； （3）喷嘴安装密封问题，喷嘴口损坏或口径过大； （4）引射喉口与混合管内有灰尘和异物堵塞； （5）燃烧器燃气压力太高； （6）燃料气调节阀调节失灵。 2、处理方法 （1）对燃料气进行脱油、脱水； （2）根据燃烧情况，调节烟囱挡板、风门开度； （3）更换喷嘴，重新安装； （4）清理引射喉口与混合管内灰尘和异物； (5)调整控制系统，降低燃气压力； (6)联系相关部门，立即停气检修。,第一节 负压加热炉,（四）炉温过低，燃烧不稳 1、故障原因 （1）烟囱长期冒黑烟，造成烟管积灰； （2）燃料气调节阀出口压力波动，导致空气量配比失调； （3）加热炉进料量增大，热负荷大。 2、处理方法 （1）停炉检查烟管，并清除烟垢； (2)调节燃料系统压力和调节阀出口压力； (3)减少进料量，降低热负荷。,第一节 负压加热炉,（五）燃烧器点不着火 1、故障原因 （1）初次使用，供气管线内有空气； （2）燃烧器供气压力过高或过低，供气流量不能满足正常供气要求； (3)燃烧器点火系统损坏； （4）燃烧器的母火喷嘴堵塞； （5）点火燃气量太小； （6）点火配风量太大； （7）燃料气含油或含水；,第一节 负压加热炉,2、处理方法 （1）重新对天然气进行置换； (2)调整检修稳压阀，看有无进液、冰堵、脏堵等情况，发现后对其清除； (3)检修或更换点火系统； (4)用细钢丝疏通喷嘴； （5）检查供气压力是否偏低，母火针阀、母火喷嘴有无堵塞； （6）重新调整点火配风量； （7）应与有关单位联系，及时进行处理。,第一节 负压加热炉,(六)燃烧器回火，炉门处温度高1、故障原因（1）主火燃气压力太小；（2）一次风门开度过大；（3）炉膛阻力过大或有异物堵塞；（4）燃烧头、喷嘴与燃料种类不符；（5）空气与燃料气的混合气体从喷嘴的流速低于火焰燃耗速度。2、处理方法（1）增大主火燃气压力，大于0.01MPa；（2）重新调整一次风门；（3）调低燃烧器功率，清洁燃烧室烟道等；（4）更换燃料及喷嘴；（5）在燃料气供应充足的条件下，通过调节燃烧器的风门，可以提高燃气压力，使空气和燃料气混合气体的流出速度大于火焰燃烧速度；,第一节 负压加热炉,（七）燃烧器脱火1、故障原因（1）燃料气喷嘴不符，口径偏大；（2）燃烧器超负荷工作；(3)燃烧器燃烧头损坏2、处理方法（1）更换合适的燃料气喷嘴；（2）降低热负荷；（3）更换燃烧器燃烧头。,第一节 负压加热炉,（八）无法控制水温，加热炉水温过高 1、故障原因 （1）加热炉生产负荷太小，对应在燃气压力上，已小于燃烧器最小燃气工作压力； （2）水温控制器设置错误； （3）加热炉控制器内的气量调节阀开度太大，燃烧器无法小火状态运行； （4）燃气系统压力太低，自控系统不工作； （5）水温控制器内有沙尘，不能正常工作； （6）控制管线内进油、进液或堵塞； （7）加热炉控制器损坏,第一节 负压加热炉,2、处理方法 （1）增加介质流量来增加加热炉负荷； （2）重新将旋钮顺时针拧到底再进行设定； （3）将水温控制器设成零度后，再重新设定气量调节阀开度使燃烧器出现低功率运行； （4）调整燃气系统压力大于0.06MPa以上； （5）在燃烧器点燃的情况下，将设置旋钮旋出，反复用竹签将控制器内的钢球轻轻按动，燃气即可将沙尘吹出； （6）对控制管线进行彻底吹扫； (7)更换加热炉控制器。,两 高一 低三优化两提升,第一节 负压加热炉,（九）燃烧器点火后无法切断气源，或关闭气源调节阀，燃烧器马上熄火 1、故障原因（1）火焰熄火保护设定错误；（2）火焰熄火保护器内有沙尘或损坏；（3）母火火焰长度和温度不够；（4）熄火保护器及控制管线内进液、进水。(5)燃气系统压力过低；（6）加热控制器损坏。 2、处理方法（1）按出厂说明书中相关设置重新设定；（2）清洗熄灭保护器或更换；（3）清洗母火燃气喷嘴，调节配风量及供气压力；（4）彻底吹扫熄火保护器及控制管线； (5) 燃气系统压力低于0.06MPa，重新调整系统燃气压力；（6）更换加热炉控制器。,第一节 负压加热炉,精干作业区，取消井区，实行扁平化管理 。,第二节 分离器类设备,分离器是分离气液(固)的重要设备。按其作用原理分为重力式分离器、旋风式分离器、混合式分离器三种。以前两种应用最多。根据长庆气田生产情况在各厂集气站还采用了双筒式天然气分离器、强吸式精细分离器、予过滤器、气液聚结器、放空分液罐、闪蒸分液罐等分离器类设备。,（一）作用原理 如图4-2-1所示，重力分离器主要是利用液(固)体和气体之间的重度差分离液(固)体的。气液混合物进入分离器后，液(固)体被气体携带一起向上运动，但是，由于液(固)体的重度比气体大得多(如在5兆帕时，水的重度是甲烷重度的28倍)，同时液(固)体还受到向下的重力作用向下沉降，如果液滴足够大，以致其沉降速度大于被气体携带的速度，液滴就会向下沉降被分离出来(对固体颗粒也一样)。,第二节 分离器类设备,为了提高重力分离器的效率，进口管线多以切线进入，利用离心力对液体作初步分离。在分离器中还安装一些附件(如除雾器等)，利用碰撞原理分离微小的雾状液滴；雾状液滴不断碰撞到已润湿的捕丝网表面上并逐渐聚积、当直径增大到其重力大于上升气流的升力和丝网表面的粘着力时，液滴就会沉降下来。,第二节 分离器类设备,（二）结构 重力分离器是根据重力分离原理设计的，故其结构大同小异，根据安装形式和内部附件的不同又可分：立式、卧式及三相重力分离器三种。前两种用于分离气液(固)两相，第三种是把液体再分开(如油和水、油和乙二醇等)。,第二节 分离器类设备,1、立式重力分离器由分离段、沉降段、除雾段、储存段几部分组成。 分离段：气液(固)混合物由切向进口进分离器后旋转，在离心力作用下重度大的液(固)体被抛向器壁顺流而下，液(固)体得到初步分离。 沉降段：沉降段直径比气液混合物进口管直径大得多(一般是1000：159)，所以气流在沉降段流速急速降低，有利于较小液(固)滴在其重力作用下沉降。 除雾段：用来捕集未能在沉降段内分离出来的雾状液滴。捕集器有翼状和丝网两种。翼状捕集器是带微粒收集带平行金属盘构成的迷宫组成。,第二节 分离器类设备,丝网捕集器是用直径0.10.25毫米的金属丝(不锈钢丝、紫铜丝等)或尼龙丝、聚乙烯丝编织成线网，再不规则地叠成网垫制成，如图4-2-2。它可分为高效型、标准型、高穿透型三种。图4-2-2 丝网结构带雾气液体清洁气 高效型丝网编织密集，用于除雾要求高的场合；标准型丝网编织次之，用于一般除雾；高穿透型丝网编织稀疏，用于液体或气体较脏的场合。丝网捕集器是利用碰撞原理分离液滴的，其作用原理如图3-3-4。捕集器一般能除去1030微米直径的微粒。,第二节 分离器类设备,储存段：储存分离下来的液(固)体，经由排液管排出。排污管的作用是定期排放污物(如泥砂、锈蚀物等)，防止污物堆积堵塞排液管。 影响重力分离器效率的主要因素是分离器的直径。在气量一定、工作压力一定时，直径大，气流速度低，对分离细小液滴有利。,第二节 分离器类设备,30Hz测试泵功图,50Hz测试泵功图,2、卧式重力分离器:如图4-2-4所示，气液混合物进入后碰到导向板而改变流向，在惯性力作用下大直径液滴被分离下来，夹带较小液滴的气流继续向下运动。由于分离器直径比进口管直径大得多，气流速度下降，在重力作用下较小直径液滴被分离下来。接着，气流通过整流板，紊乱的气流被变成直流，更小的液滴与整流板壁接触、聚积成大液滴而沉降。最后，雾状液滴在捕集器中被捕集下来。,图4-2-4 双筒卧式两相分离器结构图,第二节 分离器类设备,在分离器直径和工作压力相同的情况下，卧式重力分离器处理气量比立式多，但卧式重力分离器占地面积大，清扫困难。目前多用于处理量大的集气站和用以对脱硫装置前的气体进行分离。中、小型集气站仍以立式为主。,第二节 分离器类设备,3、三相重力分离器 三相重力分离器中的气、油、水或气、油、乙二醇也是利用它们的重度差进行分离的。 在分离器中安有一面堰板，水面上的浮油高度超过堰板顶部时，翻过堰板进入集油室中，集油室中安有浮球，并用连杆通过控制机构操作排油调节阀的开关。当油面升到规定高度后，阀开启排油；液面降低到规定高度时，阀自动关闭。水也是用浮球控制阀的开启或关闭进行排放的。三相重力分离器多用于低温分离站的油和乙二醇的分离。,第二节 分离器类设备,二、旋风式分离器旋风分离器又叫离心分离器，由筒体、锥形管、螺纹叶片、中心管和集液包等组成(图4-2-5)。,第二节 分离器类设备,天然气沿切线方向从进口管进入分离器的筒体内，在螺旋叶片的引导、作向下的回旋运动，由于气体和液固体杂质颗粒的质量不同所产生的离心力也不同，于是质量大的杂质颗粒被甩到外圈，质量小的气体处于内圈，从而使二者分离。杂质颗粒在其重力及气流的带动下，沿锥形管壁进入集液罐，经排污管排出，气体在锥形管尾部开始作向上的回旋运动，最后经中心管自出口管进入下一级设备。,第二节 分离器类设备,三、混合式分离器 混合式分离器是利用多种分离原理进行气液(固)分离的，结构比较复杂，类型也很多，如螺道分离器、串连离心式分离器、扩散式分离器等等。四、双筒式天然气分离器,第二节 分离器类设备,（一）双筒式天然气分离器工作原理 气液混合物进入后碰到导向板而改变流向，在惯性力作用下大直径液滴被分离下来，夹带较小液滴的气流继续向下运动。由于分离器直径比进口管直径大得多，气流速度下降，在重力作用下较小直径液滴被分离下来。接着，气流通过整流板，紊乱的气流被变成直流，更小的液滴与整流板壁接触、聚积成大液滴而沉降。最后，雾状液滴在捕集器中被捕集下来。 为了提高分离器的效率，进口管线多以切线进入，利用离心力对液体作初步分离。在分离器中还安装一些附件(如除雾器等)，利用碰撞原理分离微小的雾状液滴；雾状液滴不断碰撞到已润湿的捕丝网表面上并逐渐聚积、当直径增大到其重力大于上升气流的升力和丝网表面的粘着力时，液滴就会沉降下来。,第二节 分离器类设备,（二）分离器操作安全技术要求 (1)严禁超压使用，以防超压引起爆炸。 (2)分离器或紧挨分离器的输气管线上应安装安全阀，安全阀的开启压力应控制在分离器工作压力的1.051.1倍，并定期检查。 (3)分离器的实际处理气量应符合分离器的设计处理能力，保持高效率的分离。对重力分离器，实际处理能力不得超过设计通过能力；对旋风分离器，实际处理能力应在其设计的最小和最大通过能力之间。,第二节 分离器类设备,(4)严格控制分离器内的液面。将液面控制在合适的高度，达到排液连续，又不使液面过高，以免产生气流挟带液体的现象。对产水量大的井，可适当调节阀门开度，保持连续排液；对产水量少的井，应摸索排水周期，定时排液。 (5)开井要慢，防止分离器猛然升压，引起震动或突然受力；关井时要将分离器压力卸掉，积液排净。 (6)使用中如发现焊缝或法兰连接处漏气，应立即停止使用并修理。 (7)定期测量分离器壁厚，如发现壁厚减薄，应做水压试验后降压使用。,第二节 分离器类设备,五、强吸式精细分离器（一）结构及原理 该分离器由上行分离管1，下行分离管2，积液包3，气进口4，气出口5和排液口6等组成。 气液混合物从进气口进入，分离游离液滴，在上行分离管中和下行分离管中完成强制旋流吸收吸附的高效分液过程，分离后的气体从出口流出，分离出的液滴沉入积液包，从排液管排出。,第二节 分离器类设备,完成强吸分离功能的分离管，是在管壳体7内安装吸收吸附层8，中心立管9和螺旋型隔板10三部分组成。其特征在于三者形成了一个螺旋型通道，气体从上至下或从下至上流动，都是一种有序的强制旋流运动。在离心作用、吸附作用、聚结作用和重力的作用下，使气液得到有效分离。,第二节 分离器类设备,（二 ）主要性能参数 1、设计压力：4.0MPa； 2、最高工作压力：3.6 MPa； 3、水压试验压力：5MPa； 4、外形尺寸：DN120056403780（mm） 5、初期工况：工作压力为1MPa，总处理量1025104m3/d，温度10； 6、中、后期工况：工作压力为0.5MPa，总处理量515104m3/d，温度10； 7、设计工况：工作压力为3.5MPa，总处理量30100104m3/d，温度10； 8、重量：4600kg； 9、正常运行压力：0.93.1MPa。,第二节 分离器类设备,（三）强吸气液分离器操作规程1、操作参数,第二节 分离器类设备,2、设备照片,第二节 分离器类设备,3.操作步骤 （1）操作前的准备 1)检查分离器各外部连接是否紧固、密封。 2)检查压力表、液位计、安全阀、变送器安全、稳定，并使其处于投用状态。 3)设备铭牌完好，罐体无裂缝、鼓包、变形、泄漏等危及安全得现象。,第二节 分离器类设备,（2）启运操作 1)严格按照处理量选择开关球面截断阀 处理量小于20104m3/d时，关闭1#、2#球阀截断阀。 处理量在20-50104m3/d时，打开1#或2#球阀截断阀。 处理量大于50104m3/d时，打开1#、2#球阀截断阀。 2)打开分离器进口阀门、出口阀门、1#电动球阀、2#电动球阀。 3)根据气井产液量在计算机上设置分离器排液液位和关闭液位值，实现自动排污，而自动系统不能运作时，改为手动排液。关闭1#或2#电动球阀，缓慢打开1#或2#手动排污阀，观察排污管线上压力表的变化（排液时压力明显下降，排液后压力迅速回升），当听到有气流通过时，迅速关闭手动排污阀门。,第二节 分离器类设备,（3）运行中的检查及操作 1)按时巡回检查，检查监控压力、液位显示正常； 2)检查设备本体完好，无跑、冒、滴、漏现象； 3)检查排污是否正常； （4）停运操作 1)依次关闭分离器进、出口阀门。 2)确认1#、2#球阀截断阀打开，缓慢打开手动排污阀进行排污，直至排液干净，然后关闭1#、2#手动排污阀。 3)打开放空旋塞阀进行放空，观察出口压力表的变化，确保放空彻底，然后关闭放空旋塞阀。,第二节 分离器类设备,4、安全技术要求 (1)自动排液时电动球阀不能及时关闭或手动排液时关阀速度慢，气体会窜入污水罐，因此在排液时要及时观察电动球阀动作情况，并定期检查保养污水罐呼吸阀，确保其畅通。 (2)手动排液操作时，一人操作，一人监护，阀门应缓慢操作，严禁猛开猛关。,第二节 分离器类设备,（四）常见故障及排除方法 1.电动排污管路堵 （1）故障原因 电动排污阀打开，但不能顺畅排污。 （2）排除方法 1）暂时用手动进行排污； 2）关闭电动阀排污上游阀门，利用开水烫冻堵部位（或采取注醇）清除堵塞物。,第二节 分离器类设备,2. 液位计无法正常读数（液位计显示值不变或显示凌乱）。 （1）故障原因: 1）液位计筒体内部脏污,使液位计浮球发生卡阻无法随液位上下移动； 2）液位计显示面板磁翻柱此行减弱或极性错乱； 3）液位计损坏； （2）排除方法 1）对液位计筒体内部进行检查清洗，排出筒体内部杂物。 2）利用厂家配送的磁铁对液位计磁翻柱重新磁化调整或将磁翻柱取出重新进行排列； 3）维修、更换液位计。,第二节 分离器类设备,六、予过滤器与气液聚结器 为了设备维护和操作的方便，长庆气田在低温分离工艺中采用予过滤器和气液聚结器代替脱水撬分离天然气中的液固颗粒，这也是低温分离与常温分离的最大区别。 （一）予过滤器与气液聚结器结构特点 1、颇尔预过滤器的特点 （1）采用打褶设计，这种打褶结构使其在很小的柱状体积下具有高效的过滤面积，与传统的过滤器相比，其过滤面积超出10倍以上，使得流通密度更低，由于流通密度与滤芯寿命成反比，在某种情况下流通量减半时滤芯的处理量可能增加四倍，过滤面积大也意味着更换周期延长，滤芯用量减少，同时加工费用减低。,第二节 分离器类设备,（2）内部由不锈钢端盖保护，通过内O型圈正向密封，不需要昂贵的内部硬件，这种单个O型圈设计可满足迅速简易的滤芯更换要求，降低维修费用，使操作维护时间缩短，减少了系统停车时间。 （3）由于颇尔采用优质的材料、先进的技术，制造出的纤维直径很细，这样有效体积或空隙较大，而且介质仍具有足够的强度，可以在受压时不会破坏。有效体积大使得容污量更高、渗透性更强、使用寿命更长。,第二节 分离器类设备,2、颇尔气液聚结器的特点 （1）正向密封机制：滤芯一端的O型圈可防止污染物通过。 （2） 金属支撑芯：轴心力量由一根打孔的不锈钢柱支撑，同时还能够提供液涌保护。 （3）聚结器的折褶介质：聚结器由树脂粘结的大面积、多褶介质构成，外裹无纺聚合物支撑及排液层。在低压下很宽的流速范围内都可以实现高效分离。 （4） 外部排液层：外层包裹的聚合物，起着排出聚结的液体污染物，同时防止夹带的作用。在流动速率和液体波动的情况下依然具有一致的高效性。,第二节 分离器类设备,（5）外加强层：使用时支撑滤芯介质。（6）专利的疏油/疏水处理：经颇尔专利的疏油/疏水处理后，介质表面的能量降低，即使在气体高速流动时也具有很高的排污功能，可防止雾沫夹带。同时聚结单元的体积也会缩小。（7）流体的相容性：这种大流量聚结器与水、凝析油具有相容性。（8）聚丙烯端盖：整个滤芯采用颇尔专利技术融封入聚丙烯端盖中，可防止污染物旁通并起着增加滤芯强度的作用。,第二节 分离器类设备,（二）予过滤器与气液聚结器工作原理 颇尔过滤器由预过滤器和气液聚结器组成，是低温分离工艺中脱油、脱水以满足管输气质标准的关键设备。预过滤器设计压力为6.82MPa,设计温度为-1840，最大允许压降0.5MPa,由上下两个腔室构成，上下腔室最大压差0.2MPa。天然气先经过上腔室的滤芯从外到里过滤其中的固体颗粒，再经下腔室脱除气体中的游离水，予过滤器是气液聚结器的保护设备。主要是除去天然气中固体颗粒，过滤精度可达到0.3m（去除效率99.98%），以保护下游气液聚结器，延长其使用寿命。,预过滤器滤芯,第二节 分离器类设备,气液聚结器设计压力为6.82MPa,设计温度为-1840，最大允许压降0.2MPa,由上下两个腔室构成，上腔室采用高效滤芯和碰撞原理可以将液滴去除至0.01ppmw以下，上下腔室最大压差0.1MPa。天然气先经过下腔室脱除气体中的游离水，再到上腔室经滤芯从里到外过滤其中的微小液体颗粒。,气液聚结器滤芯,第二节 分离器类设备,气液聚结器主要是除去天然气中的凝液，大量研究表明，天然气中杂质液滴大小在0.11.0m范围内，这些液滴很容易随气流一起通过，用传统机械分离不能分离出来，颇尔的气液聚结器是专为去除这一范围的液滴设计的，能去除粒径0.1m液滴。颇尔过滤器系统剖面图如图2所示。预过滤器为立式滤壳，最高工作压差0.3Mpa，根据处理量不同，内装MCC1401滤芯数量也不相同，MCC1401采用树脂粘结玻璃纤维介质，结构坚固，具有容污量高、净压降低等特点。 由于予过滤器及气液聚结器的工作原理，我们要及时排液，否则会加大其处理负荷，并且容易冰堵，会造成全站超压。同时滤芯在使用一定时期后处理能力也有所下降，所以要及时更换滤芯。,第二节 分离器类设备,(三)予过滤器、气液聚结器易堵分析 在生产运行中，由于水露点不合格，予过滤器、气液聚结器的滤心可能出现失效，在更换时，由于予过滤器、气液聚结器的进气口设计存在问题，大多数滤心变形。予过滤器、气液聚结器易堵，原因有以下几点： (1)新滤心的过滤性比较好，较大的液体颗粒被过滤在予过滤器中，在低温下没有及时排液而导致形成水合物，发生冰堵现象。,第二节 分离器类设备,(2)由于各单井的换热能力不一样，节流前后温度也发生了变化，当低产井进行一级分离时，节流后的温度较高达不到低温分离温度，气体中携带大量的水气，在到达混合点时遇到大量的冷气而温度下降，热气中的水气遇冷被进一步分离，在二、三级分离时气体带有大量的液态水，而二、三级分离只能分离气相中的小颗粒液体，一旦一级分离后有大量的液体流入下游，则形成大量水合物而产生冻堵现象。 (3)气井在生产过程中，为了防止生产管线腐蚀，每季度给油套管加一定量的缓蚀剂，由于泵的上量原因和改流程有一定的误差，有少量的缓蚀剂被带到地面管线及分离器中，缓蚀剂的黏度比较大，容易吸附在滤心上，导致最终滤心过滤性较差，产生予过滤器、气液聚结器水合物堵和下游管线水露点不合格。,第二节 分离器类设备,（四）予过滤器、气液聚结器更换滤芯操作规程1.操作参数,第二节 分离器类设备,2设备图片,第二节 分离器类设备,3、操作步骤 （1）操作前的准备 1）检查过滤器铭牌完好，罐体无裂缝、鼓包、变形、泄漏等危及安全得现象。 2）检查过滤器压力表、液位计、安全阀、变送器安全、稳定，并使其处于投用状态。 （2）操作步骤 1）打开过滤器旁通闸门。 2）关闭过滤器下游的阀门。 3）关闭过滤器上游的阀门。 4）打开放空阀门卸除过滤器的压力；打开排污阀排净残留液体。 5）打开壳盖，取出密封“O”型密封圈。,第二节 分离器类设备,6）拆卸滤芯固定螺丝，抓住滤芯从支撑杆上拨出。 7） 用清洁的布擦尽过滤器内各部分。检查各部件，特别是“O”型密封圈，看是否有损坏或过度磨损、腐蚀的部分。更换已损坏或磨损的部件。 8）重新组装滤壳（装上滤芯，锁紧固定螺栓，放上“O”型密封圈,最后装上壳盖），确认滤壳O型圈安装在合适的位置上。封好盖子，扭紧螺母。 9）缓慢打开过滤器上游的阀门。 10）打开放空阀和排污阀置换。 11）置换合格后关闭放空阀，对过滤器逐级进行严密性试压。 12）试压合格后倒通低温脱水撬上下游流程，恢复生产。,第二节 分离器类设备,4.安全技术要求： （1）过滤器差压超过10Psi时更换滤芯； （2）正确导通流程，避免超压、泄露事件发生； （3）更换滤芯操作时，仔细检查控制阀门处于关闭状态，并保证其严密不漏。,第二节 分离器类设备,七、放空分液罐 放空分液罐安装于集气站外输区，设计压力为2.5MPa，其主要作用是天然气放空前进行气液分离，放空的内容包括集气总机关所有的单井管线解堵放空、站内设备放空，以及自用气等低压管线的放空（压力0.4MPa）。,分液罐流程示意图,第二节 分离器类设备,（一）结构及原理 分液罐的结构及工作原理 与生产分离器的结构和分离原理相似：分液罐主要是利用液（固）体和气体之间的重度差实现液（固）体分离的，分液罐设计为卧式，首先，气体混合物进入罐体后碰达导向板而改变流向，在惯性力作用下大直径液滴被分离下来，夹带较小液滴的气流继续向下运动，由于分液罐罐体直径比进口管线直径大得多，气流进入主罐体后速度减缓，在重力作用下较小直径液滴被分离下来；接着气流进一步通过整流板，紊乱的气流变成直流，更小的液滴与整流板接触、聚集成大液滴而沉降；最后，雾状液滴在捕集器中被捕集下来，从而实现分离液（固）的目的。,第二节 分离器类设备,(二)放空分液罐运行中存在的问题及应对措施 1.在集气站多井生产过程中，因设备故障、管线堵塞等原因均需要放空。目前，集气站的放空存在以下一些比较常见的问题： （1）气井解堵放空时，因泄压速度过快，会携带大量结晶盐、水合物等固体杂质，冲蚀损坏管线和设备，放空气量控制不当还会引起放空分液罐超压。 （2）天然气放空时，因分液罐分离效果不佳，携带的气液混合物因火炬燃烧不完全对环境造成污染。 （3）解堵放空时，由于天然气气流过大，携液及固体杂质较多，这样会频繁地导致火炬突然熄灭，液体分散空中或流至地面也会存在严重的安全隐患和环境污染问题。,第二节 分离器类设备,2.原因分析及应对措施 （1）放空速度较快，气流较大，气体在分液罐中停留时间较短，分液罐分离效果越差。放空气流流量控制在3104m3/d 以下，最好稳定在2104m3/d 左右，这样就可以实现分液罐高效分离，避免液体被携带出放空火炬。 （2）在气井堵塞站内放空解堵过程中，水合物和其他固体杂质容易造成放空分液罐出口管线和阻火器堵塞，从而造成超压泄露现象，且放空分液罐上下游压差太大，放空时气体携带固体杂质对设备和管线冲击力较大，存在严重的安全风险。对于这一类问题我们首先要考虑消除放空时设备前后压差，在气井堵塞时先要在井口卸去上上游采气管线压力，然后将下游采气管线压力通过站内节流针阀将压力降至站内系统压力，最后在进行缓慢泄压，这样就大大降低了安全风险，避免意外事故发生。,第二节 分离器类设备,（3）有时在进行气井解堵、清管收球等放空操作时，产液量突然大幅度增加，远远超过放空分液罐的排液能力，大量液体被携带出放空管线放空火炬熄灭，造成环境污染和安全隐患。出现这种情况时应及早采取安全防范措施，在进行站内气井解堵操作时改变操作工艺流程，通过进站节流针阀控制气量，在下游分离器进行排污操作或在进站总机关处控制放空，打开分液罐手动排污阀进行排液操作；在进行收球操作出现大液量时可先停止上游进气，关闭下游流程，打开收球装置排污阀，将污水排至污水罐，待污水排净时再回复正常流程，这样就可以大大降低安全风险，保障设备安全平稳运行，避免环境污染事件发生。,第二节 分离器类设备,（三）分液罐操作规程 1、操作参数,第二节 分离器类设备,3操作步骤 （1）操作前的准备 1）检查设备本体完好，设备及各管线的阀门、管件、仪表等安全附件装备齐全可靠，并使压力表、液位计、压力变送器处于投用状态。 2）检查安全阀一次阀门完全开启； 3）检查各连接处紧固无泄漏，导通流程； （2）启、运操作 1）集气站进行放空作业时应平稳操作，防止气质较脏或天然气携带的水化物堵塞阻火器，造成分液罐超压； 2）放空作业应两人进行操作，一人进行放空控制，一人观察分液罐压力、液位情况，如有异常现象立即停止放空作业，进行整改，整改结束后再进行放空。 3）集气站在进行放空作业时，应检查并控制分液罐液位不得超过1/3，放空结束后及时排净分液罐中的液体。,第二节 分离器类设备,（3）运行中的检查及操作 1）检查监控分液罐压力、液位显示在正常范围； 2）检查设备本体完好，无跑、冒、滴、漏现象； 3）检查自动排污系统是否正常，排液时应注意观察分液罐压力0.4MPa，防止大量天然气进入污水罐，严禁分液罐超压工作； 4）认真做好设备运行记录； （4）停运操作 1）将分液罐内气体放空卸压至零，排尽罐内污水； 2）关闭污水进出口所有阀门，关闭闪蒸气出口所有阀门。,第二节 分离器类设备,(5)安全技术要求1）正常情况每年利用检修时间检查并清洗阻火器一次，经常放空集气站根据实际情况确定阻火器清洗次数。如发现阻火器有堵塞现象应及时清洗。2）放空过程中如果分液罐压力0.40Mpa，应注意站内其他设备是否运行正常，防止其它设备出现超压现象。