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        天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急處置及采取的排水措施

        2016-03-14 00:55:17張洪濤中國石油西部管道蘭州輸氣分公司甘肅蘭州730070
        化工管理 2016年25期
        關(guān)鍵詞:復(fù)線首站液位計(jì)

        張洪濤(中國石油西部管道蘭州輸氣分公司,甘肅 蘭州 730070)

        天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急處置及采取的排水措施

        張洪濤(中國石油西部管道蘭州輸氣分公司,甘肅 蘭州 730070)

        本文介紹了蘭州輸氣分公司澀北壓氣首站“11.17” 上游氣田來氣中天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急處置及采取的排水措施,為今后清理管道內(nèi)積水和應(yīng)對處置上游天然氣含水量超標(biāo)提供了可借鑒的寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

        天然氣;含水量;超標(biāo);應(yīng)急處置;排水措施

        0 引言

        在天然氣長輸管道中,天然氣含水量超標(biāo)是指上游氣體開采過程中,液態(tài)水沒有處理干凈或脫水設(shè)備故障失效,導(dǎo)致天然氣中的液態(tài)水進(jìn)入下流管網(wǎng)。

        井口流出的天然氣幾乎都為氣相水所飽和,甚至?xí)y帶一定量的液態(tài)水。天然氣中水分的存在往往會造成嚴(yán)重的后果:含有CO2和H2S的天然氣在有水存在的情況下形成酸而腐蝕管路和設(shè)備;在一定條件下形成天然氣水合物而堵塞閥門、管道和設(shè)備;降低管道輸送能力,造成不必要的動(dòng)力消耗。水分在天然氣的存在是非常不利的事,因此,需要脫水的要求更為嚴(yán)格。

        1 事件經(jīng)過描述

        2015年11月13日,根據(jù)北京調(diào)控中心要求,澀寧蘭提量至1600萬方/天,在氣量提升過程中,臺南氣田集氣干線內(nèi)積液被迅速攜帶至15號站,使其二次脫水區(qū)設(shè)備負(fù)荷過重。11月14日15:30,3#三甘醇脫水裝置精餾柱冒液,造成臺南臥式分離器超限運(yùn)行,使三甘醇脫水裝置負(fù)荷過重,陸續(xù)出現(xiàn)設(shè)備故障失效,臺南低壓外輸管線積液進(jìn)入澀寧蘭首站。11月17日,早上9點(diǎn),澀北首站主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示高報(bào)警,值班人員立即到現(xiàn)場對聚結(jié)器液位計(jì)進(jìn)手動(dòng)排污檢查,初步判斷氣田來氣含水量超標(biāo)。

        2 應(yīng)急處置過程

        11月17日早上9點(diǎn),主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示高報(bào)警,值班人員立即到現(xiàn)場對聚結(jié)器液位計(jì)進(jìn)行手動(dòng)排污(聚結(jié)器有自動(dòng)排污功能,直接排往排污池),排污后恢復(fù)正常。三小時(shí)后又報(bào)警,值班人員再次到現(xiàn)場手動(dòng)排污,17日白天共對液位計(jì)排污6次。晚上7點(diǎn)半主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示持續(xù)高報(bào)警,站內(nèi)組織人員現(xiàn)場排查,發(fā)現(xiàn)來水量增加,現(xiàn)場持續(xù)排污無法排干凈。主線兩路聚結(jié)器每單路大概10分鐘排污18升。

        在主線進(jìn)站天然氣含水量持續(xù)排水較高的情況下,為了保護(hù)壓縮機(jī)干氣密封和壓縮機(jī)本體安全,澀北首站果斷采取措施,向北京調(diào)控中心申請停用1#壓縮機(jī)組,20:54停機(jī)完成后,遠(yuǎn)程關(guān)閉了主線XV1604和XV1701閥門,隔離主線臥式分離器濾芯和壓縮機(jī)。為了防止造成濾芯和2#壓縮機(jī)組更大污染,對主復(fù)線采取單機(jī)單線分離運(yùn)行方式。隨后組織對1#壓縮機(jī)撬體進(jìn)行排污,發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)殼體排污口處有較多的液態(tài)水;對2#機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控過程中,在22:40左右發(fā)現(xiàn)干氣密封差壓有升高趨勢,大約半小時(shí)上升1千帕,并結(jié)合1#壓縮機(jī)排水現(xiàn)狀,澀北首站立即向北調(diào)申請停用2#機(jī)組,22:51停機(jī)完成,遠(yuǎn)程關(guān)閉了復(fù)線1301F閥門,隔離壓縮機(jī)。隨后組織對2#壓縮機(jī)撬體進(jìn)行排污,發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)殼體排污口處有較多的液態(tài)水。為防止來水進(jìn)入下游管線,站內(nèi)每半小時(shí)同時(shí)對主復(fù)線旋風(fēng)分離器和聚結(jié)器液位計(jì)、手動(dòng)排污閥進(jìn)行手動(dòng)排污,主線每次排水40升。從18日凌晨1點(diǎn)到18日早上8點(diǎn),主線旋風(fēng)分離器液位計(jì)人工排水150L左右,分離器和聚結(jié)器的自動(dòng)排水撬在不斷的自動(dòng)排水中,早上8點(diǎn)半從液位計(jì)排除30L左右污水。

        從17日早9時(shí)至18日早上9:30分澀北首站共排出污水10310L,其中一線排污池排污約7350L,復(fù)線排污池排污約2400L,手動(dòng)在液位計(jì)上排污約560L。

        3 管道內(nèi)積水清理方案

        在此次來水過程中由于復(fù)線來氣大部分氣量來自氣田工坪氣區(qū),管線直接匯入澀寧蘭復(fù)線外輸匯管,極大的中和了其余含水來氣。因此復(fù)線來氣基本沒有含水,18日早晨,為了確保受此次來水影響較嚴(yán)重的1#壓縮機(jī)內(nèi)部件的安全,起動(dòng)1#機(jī)組帶載運(yùn)行,單獨(dú)為復(fù)線增壓。一方面檢查復(fù)線管道內(nèi)是否有余水,另一方面利用復(fù)線較干凈的氣質(zhì)盡快帶走站內(nèi)管線積水,并清潔干燥1#壓縮機(jī)內(nèi)零部件。同時(shí)組織人員檢查在用路1、2#壓縮機(jī)干氣密封濾芯,1、2#機(jī)組燃料氣排污,主復(fù)線第二路臥式分離器濾芯抽檢;主復(fù)線臥式分離器手動(dòng)排污,主復(fù)線聚結(jié)器、旋風(fēng)分離器液位計(jì)、12座干線截?cái)嚅y手動(dòng)排污;用內(nèi)窺鏡檢查1、2#燃?xì)廨啓C(jī)燃燃燒室及動(dòng)力透平葉片。

        為盡快排出管道內(nèi)積水,恢復(fù)正常供氣,根據(jù)現(xiàn)場工藝及輸氣過程原理,站內(nèi)反復(fù)討論研究匯報(bào)至各方協(xié)商,本次排水主要采取了以下幾種方案:

        方案1:聯(lián)系氣田持續(xù)增高主線輸量及進(jìn)站壓力,依靠井口壓力向下游供氣,帶出主線管道內(nèi)積水,發(fā)現(xiàn)聚集器排水量不明顯。為檢查主線進(jìn)站管道內(nèi)是否有積水。11月20日9時(shí)50分,將1#機(jī)組切換至主線增壓運(yùn)行,運(yùn)行1小時(shí)后,主線分離器液位計(jì)高報(bào)警,現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)管道積水很多,立即停運(yùn)1#機(jī)組,確保機(jī)組安全。

        方案2:與北調(diào)、氣田、蘭州輸氣分公司生產(chǎn)科協(xié)調(diào)溝通,澀北機(jī)組單線單機(jī)給復(fù)線增壓,主線通過壓力越站向下游輸氣。羊腸子溝主復(fù)線隔離輸送,機(jī)組專為主線增壓,提高管道內(nèi)流速,帶出管道積水,澀北首站主要負(fù)責(zé)來水?dāng)r截排污,防止積水進(jìn)入下游管線。經(jīng)過12小時(shí)的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)排水效果不佳。

        方案3:雙線分離運(yùn)行,單機(jī)專為主線增壓,提高管道內(nèi)流速,增強(qiáng)排水效果,通過20日1小時(shí)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)效果明顯,但運(yùn)行時(shí)間較長,并且需采用液氮車保護(hù)干氣密封運(yùn)行,成本費(fèi)用昂貴。通過與氣田溝通掌握情況,分析主線進(jìn)站管線內(nèi)可能還存在很多的積水,長時(shí)間運(yùn)行壓縮機(jī)損壞設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)較大,且大量來水進(jìn)入站內(nèi)管道,日后吹掃干燥難度很大。另一方面排污系統(tǒng)承受能力有限,排污池容量受限,無法承載。綜合各方原因,最后放棄了此方案實(shí)施。

        方案4:站內(nèi)根據(jù)2008年“8·18”來氣含水事件處理經(jīng)驗(yàn)判斷,當(dāng)時(shí)站內(nèi)管道動(dòng)火,焊接低點(diǎn)排污管線,放空時(shí)發(fā)現(xiàn)火炬有水柱噴出,決定請示北調(diào),蘭州分公司主管領(lǐng)導(dǎo),與氣田協(xié)調(diào),嘗試主線停止供氣,關(guān)閉氣田五號站至澀寧蘭管道主線的出站閥門。氣田流程切換完畢后通知首站,首站關(guān)閉閥門XV1201、XV1202 、XV1203,打開XV1600,關(guān)閉XV1602。首站流程切換完畢后通知?dú)馓镂逄栒緦馓镏翝瓕幪m首站主線的管段進(jìn)行放空。由于澀北首站地勢比氣田五號站高約5米,選取5#站放空可能效果更佳。排出放空此管段內(nèi)的天然氣,利用壓力反沖原理使管道內(nèi)的氣流產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象,水氣混合一并將聚集在這段低洼管段的水全部排出(需拆除放空管前的阻火器,增大排放量,使排放氣流順暢)。從此次排水結(jié)果發(fā)現(xiàn)排水效果良好。此方案需要說明的兩個(gè)問題:

        (1)由于氣田放空口在超聲波計(jì)量后,因此涉及雙方補(bǔ)氣事宜,為減少影響環(huán)節(jié),避免估算不準(zhǔn)確問題,雙方協(xié)商采取充壓時(shí)不計(jì)量原則,充至放空前管線壓力。

        (2)為什么首站不直接關(guān)閉進(jìn)站閥,而關(guān)閉壓力越站閥采取放空供氣不同流程,主要考慮放空結(jié)束后積水沒有完全排出,可通過主線回流閥,將出站壓力反供至氣田,再次吹掃管道內(nèi)積水;另外氣田在充壓時(shí),切換導(dǎo)通站內(nèi)旋風(fēng),聚結(jié)分離器,通過氣田再次反吹排放管道內(nèi)積水,經(jīng)過分離器排出。

        4 排水效果的驗(yàn)證

        防止殘留在管道內(nèi)的少量液態(tài)水,在增壓過程中迅速進(jìn)入管道,無法瞬間排出,可考慮采用穩(wěn)步可靠的辦法逐步檢驗(yàn)。

        首先將未增壓管道的進(jìn)口與增壓管道進(jìn)口并通,運(yùn)行數(shù)小時(shí)觀察分離器液位變化情況。若無明顯增加趨勢后,再將壓縮機(jī)切換至存在液態(tài)水管的道,單線隔離增壓運(yùn)行。觀察分離器液位有無增加跡象,若無明顯變化,說明管道內(nèi)的積水完全排出。

        5 結(jié)語

        通過此次氣田來氣含水量超標(biāo)事件的應(yīng)對及處理措施,結(jié)合現(xiàn)場工藝及輸氣過程原理,將幾種方案測試對比檢查發(fā)現(xiàn),放空存在液水管段內(nèi)的天然氣,利用壓力反沖原理使管道內(nèi)的氣流產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象,水氣混合一并將聚集在這段低洼管段的水全部排出的方法,操作可靠,風(fēng)險(xiǎn)性小,費(fèi)用低,耗時(shí)短,能夠徹底排遣出管道內(nèi)積水,排水效果良好。這也為今后清理管道內(nèi)積水和應(yīng)對處置上游天然氣含水量超標(biāo)提供了可借鑒的寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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