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        原油管道用新型消氣器的研制及應(yīng)用

        2013-10-29 11:46:28顧春琳袁龍春
        石油工程建設(shè) 2013年4期
        關(guān)鍵詞:消氣浮球浮筒

        顧春琳,鐘 良,李 林,袁龍春

        (中國(guó)石化集團(tuán)管道儲(chǔ)運(yùn)公司徐州管道技術(shù)作業(yè)分公司,江蘇徐州 221008)

        0 引言

        在原油輸送過(guò)程中,由于各種原因,會(huì)造成油品中含有一定量的泡狀氣、揮發(fā)氣和吸入氣,隨同油品一起通過(guò)流量計(jì)參與計(jì)量,使本來(lái)有較高計(jì)量精度的流量計(jì)出現(xiàn)假值,失去了流量計(jì)的真實(shí)精度;而且對(duì)含氣量造成的計(jì)量誤差的不確定性無(wú)法進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。另外,氣體在流量計(jì)上部會(huì)形成渦流死區(qū),不僅影響精度,而且會(huì)增加磨損。各輸油管道中間輸油站以前使用的消氣器在提高計(jì)量精度方面還不能盡如人意,而且在使用過(guò)程中還出現(xiàn)了排氣時(shí)同時(shí)排出少量原油介質(zhì)的現(xiàn)象,不僅造成原油浪費(fèi),還影響了輸油站的生產(chǎn)環(huán)境。因此,根據(jù)各輸油站的生產(chǎn)使用要求,研制了新型消氣器。

        1 新型消氣器工作原理

        1.1 消氣器結(jié)構(gòu)

        消氣器通過(guò)法蘭與原油管道連接在一起,原油通過(guò)入口接管進(jìn)入消氣器,消氣后的原油從出口流出。消氣器由主體結(jié)構(gòu)和其上的雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥通過(guò)法蘭聯(lián)結(jié)組成,主體結(jié)構(gòu)起分離原油中氣體的作用,雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥起排放分離出氣體的作用,其數(shù)量根據(jù)需要選擇,一般為2~4個(gè)。

        1.2 主體結(jié)構(gòu)工作原理

        主體結(jié)構(gòu)中的消氣結(jié)構(gòu)主要有中間直立擋板和斜面內(nèi)筒兩種形式,本新型消氣器采用的是斜面內(nèi)筒形式,其工作原理是:主體結(jié)構(gòu) (見(jiàn)圖1)通過(guò)底座1安裝在基礎(chǔ)上,與原油管道通過(guò)法蘭相聯(lián)結(jié)。帶壓原油從入口2進(jìn)入外筒體容腔3,與內(nèi)筒體8斜擋板發(fā)生碰撞,氣體從原油中分離,原油流向發(fā)生改變,與氣體向上流動(dòng),在容腔3頂端分流(氣體積聚在外筒體容腔3頂部,原油轉(zhuǎn)向向下進(jìn)入內(nèi)筒體8,通過(guò)出口9流出)。氣體繼續(xù)上升,經(jīng)過(guò)除沫器5至頂部聚集,形成氣相空間。隨著氣體空間的擴(kuò)大,液體界面下降,降至一定高度時(shí),氣體通過(guò)安裝在維修口6上的截止閥7流向雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥,排出氣體;隨著氣體排出,液體界面上升,使浮球閥自動(dòng)關(guān)閉。如此反復(fù)動(dòng)作,持續(xù)排氣。

        1.3 雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥工作原理

        常用的排氣閥為單閥體結(jié)構(gòu),直接裝配在主體結(jié)構(gòu)頂部維修口法蘭蓋上,中間沒(méi)有截止閥,通過(guò)浮球自身重力和液面浮力控制排氣閥啟閉,容易在排氣的同時(shí)排出輸送介質(zhì)。雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥 (見(jiàn)圖2)為雙閥體結(jié)構(gòu),安裝在主體結(jié)構(gòu)的截止閥上。該裝置為大、小雙口排氣結(jié)構(gòu),大閥體2和小閥體17分別與大閥蓋6和小閥蓋11組成一個(gè)密閉空間,當(dāng)原油進(jìn)入大閥體2和小閥體17時(shí),大浮筒1和小浮筒12浮起,通過(guò)大杠桿3和小杠桿15推動(dòng)大閥4和小閥13沿大閥座5和小閥座14滑動(dòng),使排氣閥關(guān)閉。當(dāng)分離出來(lái)的氣體不斷聚集在排氣閥的上部,迫使液面下降到一定程度時(shí),小浮筒12拉動(dòng)小閥13離開(kāi)小閥座14,從小排氣管16排出氣體;如排氣閥內(nèi)氣體量較多使液面繼續(xù)下降時(shí),大浮筒1拉開(kāi)大閥4從大排氣管7大量排氣。排氣完成后,液面上升,大浮筒1和小浮筒12浮起,關(guān)閉大閥4和小閥13。如此反復(fù)動(dòng)作,不斷排出氣體。

        圖1 消氣器主體結(jié)構(gòu)

        圖2 雙級(jí)金屬口浮球自動(dòng)排氣閥結(jié)構(gòu)

        2 消氣器主要性能參數(shù)

        各輸油站輸油主管道管徑為300~900 mm,設(shè)計(jì)壓力為2.5~10MPa,原油流量為200~1000m3/h,原油溫度25~50℃,根據(jù)輸油站不同的輸油量要求可選擇不同型號(hào)的消氣器。消氣器上的排氣閥可根據(jù)輸油量和原油中含氣量的多少進(jìn)行選擇,一般為2~4個(gè)。排氣閥的額定壓力和輸油管道內(nèi)原油壓力相匹配,排氣閥排氣壓力為0~4.0 MPa。

        3 新型消氣器消氣性能驗(yàn)證

        將新型消氣器和常用消氣器串聯(lián)在一起 (見(jiàn)圖3),圖中3塊流量計(jì)選用同型號(hào)同規(guī)格的板式流量計(jì),精度等級(jí)0.2級(jí),皆在檢定有效期內(nèi)。檢驗(yàn)時(shí)工藝管路通油足夠長(zhǎng)時(shí)間 (實(shí)際試驗(yàn)通油3 h),在這個(gè)時(shí)間段內(nèi),流量計(jì)1、流量計(jì)2和流量計(jì)3的通油量分別為Q1、Q2和Q3,則消除氣體的量△Q1和△Q2分別為:

        △Q1=Q1-Q2; △Q2=Q1-Q3

        △Q1、 △Q2占總量 Q1的百分比 η1、 η2分別為:

        η1=△Q1/Q1;η2=△Q2/Q1

        式中 η1——常用消氣器消氣率;

        η2——新型消氣器消氣率。

        試驗(yàn)中使用的新型消氣器型號(hào)為XQ500/5.0-2000,設(shè)計(jì)壓力 5.0 MPa,進(jìn)出口管徑 500 mm,試驗(yàn)過(guò)程中各流量計(jì)讀數(shù)分別為:Q1=3378.65m3,Q2=3 216.47 m2,Q3=3 101.60 m3。由此計(jì)算得出:

        η1=4.8%, η2=8.2%

        即新型消氣器的消氣率比常用消氣器提高了3.4%,計(jì)量精度明顯提高,降低了計(jì)量損失。

        圖3 新型消氣器性能驗(yàn)證工藝示意

        4 應(yīng)用效果

        2010年10月在湛江港—廉江原油管道工程中安裝了型號(hào)為XQ800/2.5-2000的消氣器;2011年4月在儀征—日照原油管道工程中安裝了型號(hào)為XQ800/4.0-2400的消氣器。這些新型消氣器在使用過(guò)程中至今未出現(xiàn)排氣閥排油現(xiàn)象,流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定,未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重磨損,使用效果良好。

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