李姝

摘 要：西氣東輸二線工程是中國第一條引進(jìn)境外天然氣資源的大型管道工程，由一條干線八條支線組成，管線全長8653公里，起于新疆霍爾果斯首站，橫穿中國15個省區(qū)市及特別行政區(qū)，止于香港。西氣東輸二線管道中間壓氣站場臥式過濾器用于凈化天然氣，是壓氣站重要設(shè)備之一，拉桿斷裂、過濾器濾芯無法可靠固定是臥式過濾器工作中常見問題，對安全生產(chǎn)形成較大影響，需要加以研究針對性進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：西氣東輸；臥式過濾器；拉桿斷裂；可靠固定

中圖分類號：TE8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0055-02

1 臥式過濾器工作原理

氣體從過濾器上端進(jìn)入過濾器后室，后室中有65個過濾直徑5？滋m的濾芯，依靠過濾元件的過濾作用將微小顆粒或液體分離出來，有過濾效率高，去除粒徑小等優(yōu)點，氣體通過過濾組件凈化后進(jìn)入前室輸送至壓縮機入口增壓后輸往下游。

為防止濾芯松動，過濾較充分，采用支持板及壓板固定濾芯，而支持板壓板通過1.9m長的6個拉桿用螺紋連接形式固定，拉桿的另一端螺紋連接在濾芯管板內(nèi)。

2 西氣東輸二線壓氣站臥式過濾器使用現(xiàn)狀

2011年現(xiàn)場員工開始陸續(xù)對沿線美國頗爾臥式MCC型過濾分離器（以下簡稱臥式過濾器）打開檢查，開始連續(xù)發(fā)現(xiàn)各壓氣分輸站場臥式過濾器拉桿與濾芯管板處斷裂，螺紋斷裂在濾芯管板內(nèi)，無法拿出對拉桿進(jìn)行更換。

2011年5月紅柳壓氣二站第二路過濾分離器更換濾芯時，其中一根拉桿斷裂。2011年9月張掖壓氣分輸站對過濾分離器第五路進(jìn)行更換時，其中一根拉桿斷裂。2012年6月嘉峪關(guān)壓氣分輸站第六路臥式過濾分離器打開時，發(fā)現(xiàn)4根拉桿在濾芯管板處斷裂。因此需要對拉桿斷裂，過濾器濾芯無法可靠固定問題，進(jìn)行解決。

3 研究過程及成果

3.1 分析過濾器拉桿固定方式

拉桿的作用是固定支板和壓板，從而使濾芯固定。但是存在缺點，（1）拉桿螺紋在加工過程中留有尖角在外界作用力的情況下會產(chǎn)生應(yīng)力集中點，當(dāng)拉桿擰入濾芯管板中的螺孔時，絲端與空口形成一個支點 在日常過濾器運行過程中，1.9m長的桿體要承受10MPa強大氣流的沖擊載荷，氣流沖擊載荷長期作用于桿件，超出桿件應(yīng)力集中點所承受的疲勞應(yīng)力極限后，導(dǎo)致從濾芯管板處產(chǎn)生斷裂。在一根斷裂之后拉桿慢慢失去平衡力將會導(dǎo)致更多的拉桿陸續(xù)斷裂，從而臥式過濾器濾芯不能充分過濾天然氣。（2）過濾器濾芯接管直接固定在過濾器的后室，過濾器內(nèi)部充滿濾芯接管，無維修空間，維修人員無法將斷絲從濾芯管板上的螺孔中取出，導(dǎo)致無法維修。

3.2 改變固定方式

由于拉桿斷裂不可維修的缺點，從而需要更換對于支板和壓板的固定，現(xiàn)場經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)過濾器盲板和壓板中間有263mm的空間，可以在該空間中制作支撐固定。從而有了“支撐式固定裝置”的解決思路，解決方案是：焊制口字型鋼架將其與支板進(jìn)行固定，再根據(jù)支板固定后與盲板閉合后之間的距離焊制四根等長的支撐，各支撐前段連接一塊強彈性塑膠板（在擋板擺動的過程能夠產(chǎn)生較大的摩擦力），在盲板關(guān)閉后，支板與盲板通過支架緊密連接，起到直接固定的作用，同時通過緩沖墊與盲板之間的摩擦，消減了部分應(yīng)力。

以嘉峪關(guān)壓氣站第六路過濾器為解決對象，現(xiàn)場測量、繪制，加工支撐式固定裝置裝置，包括框架8、支撐7、支撐9。框架8為槽鋼焊接件，長度1133mm，高度986mm，在框架8的周圍有6個M12的螺孔，在螺孔內(nèi)連接一根M12*45的螺栓全螺紋，框架8的四周有上面為2個組合件支撐7，下面為2個組件支撐9。支撐為M16的雙頭螺母組合而成，螺栓固定在框架上，支撐高度263mm過濾器盲板對支撐進(jìn)行緊壓，起到固定作用。

盲板鎖緊時，盲板內(nèi)壁緊貼4個支撐表面，四個支撐傳遞盲板壓力框架，通過框架與支板連接的螺栓，支板與壓板連接的螺栓對濾芯起到支撐和壓緊作用。詳細(xì)如圖4、圖5：

3.3 技術(shù)創(chuàng)新點

本次改造采用了過濾器設(shè)備本身設(shè)計思路，更改原拉桿固定方式，改變?yōu)橹喂潭ǚ绞?，維護(hù)方便，固定可靠。支撐固定裝置于2014年12月申請實用新型專利，2015年8月5日國家知識產(chǎn)權(quán)局正式授予專利證書。專利號：ZL 2014 2 0773

233.0

4 應(yīng)用推廣情況

西氣東輸二線西段嘉峪關(guān)壓氣站第六路過濾器經(jīng)過2012年7月至2016年7月三年的現(xiàn)場實際應(yīng)用觀察，使用情況良好，能有效解決拉桿斷裂無法維修問題，計劃2017年全年完成對管線范圍內(nèi)24臺臥式過濾器進(jìn)行改造。

5 結(jié)束語

西二線西段每座壓氣站6個臥式過濾器，如繼續(xù)采用原設(shè)計的拉桿固定方式，每臺臥式過濾器拉桿斷裂維修，所需費用預(yù)估為天然氣放空損耗費用22萬元，全站氮氣置換費用50萬元，有限空間作業(yè)人及新拉桿制作加工費5萬元，維修成本總計77萬元，維修完成后若繼續(xù)斷裂費用無法預(yù)估。采用新設(shè)計的支撐方式固定，所需費用為加工及制作支撐費用1.3萬元，單路氮氣置換費用0.7萬元，維修成本總計2萬元，并且投入為一次性投入。相比較新設(shè)計的支撐固定方式，維修支出僅為原拉桿固定方式的40分之一，可以有效減少維修費用，對于降本增效具有示范效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫松堯.鉆井機械[M].石油工業(yè)出版社，2016.endprint