大慶油田設計院

無人輸氣站場分離器的自動排污

姚緒波大慶油田設計院

輸氣站場自動排污裝置主要有機械式、電控式、氣控式和電/氣聯(lián)控式4種類型。自動排污監(jiān)控系統(tǒng)由液位檢測器、液位監(jiān)控系統(tǒng)、排污控制柜、排污撬等部分構(gòu)成。為了保證分離器排污及站場安全，防止高壓氣體進入排污管線，排污時閥門要緩慢開啟、快速關(guān)閉，在排污裝置設計中，可以通過改變氣動控制回路來實現(xiàn)。該裝置除自動排污基的本功能外，還能實現(xiàn)排污次數(shù)記錄、排污累積計量、高液位報警、上傳液位高度和閥門開關(guān)等信息。

輸氣站場；排污裝置；液位計；調(diào)節(jié)；壓力

1 裝置類型與功能

輸氣站場自動排污裝置類型主要有機械式、電控式、氣控式和電/氣聯(lián)控式4種類型。

油氣站場使用的自動排污裝置屬于電/氣聯(lián)控式裝置，可使用在多種天然氣站場，實現(xiàn)了過濾分離器自動排污及污水量累積計量。該裝置可提高天然氣站場的自動化水平，避免人工排污時由于操作失誤或?qū)撁媾袛嗍д`造成天然氣進入排污池或排污罐等危險發(fā)生，減少站場內(nèi)天然氣的損耗，降低環(huán)境污染和發(fā)生事故的幾率，可以實現(xiàn)無人站場的自動排污功能。

2 裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)

自動排污監(jiān)控系統(tǒng)由液位檢測器（包括液位變送器）、液位監(jiān)控系統(tǒng)（包括電源、PLC、人機界面、報警器）、排污控制柜、排污撬（包括氣動自動排污閥）等部分構(gòu)成，如圖1所示。

2.2 排污原理

磁浮子液位計用于檢測分離器內(nèi)液位高度，并能在現(xiàn)場直觀地顯示出分離器內(nèi)液位。液位傳感器及信號轉(zhuǎn)換模塊、防爆接線盒組成的液位信號變送器固定在液位計外側(cè)。液位遠傳變送器的傳感元件由干簧管、電子元件組成，當液位計的磁浮子隨液面移動時，由于磁力的作用使干簧管閉合，轉(zhuǎn)換器將液位高度轉(zhuǎn)換成4～20mA標準電信號，使液位參數(shù)對應的電流能夠遠傳、測量、記錄和控制。當分離器內(nèi)液位升至設定排污高度值時，液位監(jiān)測控制器（Ⅱ）內(nèi)的PLC做出判斷并發(fā)出指令，使電磁閥通電打開。此時由氣動控制柜單元減壓至工作壓力的天然氣通過電磁閥進入排污閥的氣動執(zhí)行機構(gòu)，該排污閥開啟，分離器內(nèi)壓力推動污水排出，實現(xiàn)污水排放。當分離器內(nèi)污水的液位下降至設定值時，液位監(jiān)測控制器操作電磁閥關(guān)閉而使氣體轉(zhuǎn)向，排污閥執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)的天然氣經(jīng)轉(zhuǎn)向后通過電磁閥排出，排出氣體后排污閥自動關(guān)閉，結(jié)束排污。監(jiān)控系統(tǒng)記錄排污次數(shù)、累計排污量，裝置各部分復位，準備下次排污。

圖1 自動排污裝置結(jié)構(gòu)

2.3 特點與功能

（1）自動排污裝置排污時液位控制的靈敏度較高。不但上下液位設定、調(diào)節(jié)方便，而且結(jié)構(gòu)比較簡單，可定制性強，可以適應不同的工作場所、介質(zhì)、溫度環(huán)境，其適應性高。為了保證分離器排污及站場安全，防止高壓氣體進入排污管線，排污時閥門要緩慢開啟、快速關(guān)閉，在排污裝置設計中，可以通過改變氣動控制回路來實現(xiàn)。

（2）可靠性和安全性高。該裝置中的磁浮子液位計和電動調(diào)節(jié)閥等系統(tǒng)重要部件選用天然氣行業(yè)應用成熟的高質(zhì)量產(chǎn)品，保證排污裝置工作的可靠和穩(wěn)定。該裝置采用站場內(nèi)輸送的天然氣為工作氣源，獲取方便，壓力適應范圍較寬。選用的調(diào)節(jié)閥能夠自動控制和手動操作，不僅可以在系統(tǒng)正常工況下實現(xiàn)自動控制排污，也可在裝置出問題或者站場檢修時采用人工操作進行排污。

（3）現(xiàn)場安裝過程簡單，無需設備基礎。本系統(tǒng)采用模塊化的設計結(jié)構(gòu)，方便設備安裝、檢修、維修，節(jié)省了安裝時間，降低了勞動強度，裝置設置旁路閥門，可以在站場不停輸?shù)那闆r下進行設備維修。

（4）設備可擴展性強。該裝置除具有自動排污的基本功能外，還能實現(xiàn)排污次數(shù)記錄、排污累積計量、高液位報警、上傳液位高度和閥門開關(guān)等信息。此外，可以根據(jù)實際需要，實現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)以及其他監(jiān)視、控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和通信，進一步提升站場的自動化水平。

3 結(jié)語

（1）自動排污裝置不僅解決了無人站場分離器排污問題，也提高了站場的自動化控制水平，可實現(xiàn)現(xiàn)場自動控制和調(diào)控中心控制，降低巡檢人員勞動強度。

（2）自動排污裝置的液位可以達到較高的精度，始終保證排污閥前管線中保留污水，阻擋天然氣串入排污系統(tǒng)；并且關(guān)閉排污閥的速度快，可有效地避免手動排污產(chǎn)生的誤操作，避免天然氣通過排污裝置流向排污罐或排污池。

（3）由于長輸管道氣質(zhì)較好，輸氣管道站場排污量較少，排污裝置工作頻率低，需針對該情況改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使之在相對較長的排污周期內(nèi)性能更穩(wěn)定。

（4）輸氣站場運行壓力較高，有的站場運行壓力在10MPa以上，且隨下游用戶用氣量變化而波動較大，因此為自動排污裝置提供氣源的接管位置最好在站內(nèi)分輸?shù)恼{(diào)壓裝置之后，調(diào)壓后氣源壓力較低，更安全，并且穩(wěn)定。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.049