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        第一凈化廠節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置應用效果評價

        2020-12-24 04:19:36繆沐洋曹國軍喬治宋永寧陳武姬學廷長慶油田分公司第一采氣廠
        石油石化節(jié)能 2020年12期
        關鍵詞:富液節(jié)能型球閥

        繆沐洋 曹國軍 喬治 宋永寧 陳武 姬學廷(長慶油田分公司第一采氣廠)

        1 研究背景

        1.1 凈化裝置區(qū)概述

        天然氣作為一種寶貴的資源在人民生活和工業(yè)部門中有著廣泛的應用,其從地層中開采出來,要經過地質勘探、鉆探、采出、地面集輸和凈化處理等工序,才能成為可以使用的商品氣。目前長慶油田第一采氣廠第一凈化廠共有5 套凈化裝置,其中4 套200 萬凈化裝置采用甲基二乙醇胺(MDEA)法處理含硫天然氣,三甘醇(TEG)進行脫水;1 套400 萬凈化裝置采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)與二乙醇胺(DEA)的混合溶液進行脫硫、脫碳,三甘醇(TEG)進行脫水。

        1.2 脫硫脫碳采用的工藝原理

        未凈化天然氣原料氣自集氣總站來,先初步過濾掉其夾帶的機械雜質,再從底部進入脫硫塔內自下而上流動,與塔內自上而下的脫硫溶液貧液逆流接觸,脫除原料氣中的硫化氫和二氧化碳,脫除酸氣的天然氣從塔頂流經濕凈化氣分離器,分出攜帶的脫硫溶液液滴后去下游脫水系統(tǒng)進行脫水。

        來自脫硫系統(tǒng)的濕凈化天然氣進入脫水塔塔底與從塔頂下來的脫水貧液逆流接觸,以脫除濕凈化氣中的水汽,脫水后的干凈化氣經脫水塔頂絲網除霧后進入干凈化氣分離器,分離出攜帶的液滴后送至配氣總站進行調配外輸[1-3]。

        脫硫、脫水貧液與反應氣接觸后變?yōu)楦灰?,因原料氣氣質臟,經初步過濾過濾掉大部分雜質后,仍有一部分雜質進入反應系統(tǒng)被脫硫脫水溶液夾帶,所以在脫硫脫水富液再生之前應先對溶液富液進行過濾,若不進行過濾則會使溶液污染,發(fā)生攔液、溶液發(fā)泡和系統(tǒng)流通不暢等不利于裝置平穩(wěn)生產的現象[4-8]。

        2 改造原因

        第一凈化廠采用的富液過濾器主要有兩種,分別是活性炭過濾器和濾布過濾器。 為保證過濾器性能,預防因溶液過濾不干凈造成裝置運行不穩(wěn)、凈化效果不佳等現象發(fā)生,需定期清洗更換富液過濾器濾芯。其中活性炭過濾器濾芯約三年更換一次,濾布過濾器濾芯可清洗后重復使用,至濾芯報廢再進行更換。因原料氣先與脫硫貧液接觸,所以脫硫富液內含雜質最多,則對脫硫富液過濾器性能損耗最大,對MDEA 濾布過濾器濾芯的清洗更換就越頻繁。以往在裝置正常運行5~7 天時,200 萬凈化裝置MDEA 濾布過濾器進出口壓差便增長至70 kPa(400 萬凈化裝置增長至180 kPa),需對設備濾芯進行清洗更換[9]。由現場操作人員將濾布過濾器旁通流程導通后,對設備進行泄壓并開封抽出濾芯送至清洗處,沖洗過程中需三人配合,由兩人轉動挪移濾芯,一人使用新鮮水對其進行沖洗,平均每根濾芯清洗干凈需6 min,消耗新鮮水0.2 m3。對第一凈化廠凈化裝置單套設備所需濾芯根數(圖1)以及2019 年凈化裝置濾芯消耗情況進行統(tǒng)計匯總(圖2)。

        圖1 凈化裝置單套設備所需濾芯根數

        圖2 2019 年凈化裝置濾芯消耗情況

        可以看出,以往清洗更換濾芯無疑是一個繁瑣的工作,需消耗大量的人力、財力、時間以及水資源去完成,不符合目前油田公司“開源節(jié)流、降本增效”企業(yè)發(fā)展思想,因此迫切需要對此進行改造創(chuàng)新[10]。

        3 設計內容

        經車間技術探討,改造出一種節(jié)能型清洗裝置,節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置設計簡圖見圖3,裝置主體采用DN15 的不銹鋼管段與4 個型號為FQ11Y 的快開球閥組成,尺寸根據現場實際需求來進行設計。新鮮水由裝置進口1 進入匯管段,通過三個快開球閥分別進入清洗器1~清洗器3,清洗器上開有多個出水孔,新鮮水從出水孔射出。匯管段、快開球閥和清洗器采用螺紋連接,并在快開球閥與清洗器之間加裝密封膠皮,在清洗濾芯時,可將濾芯套在清洗器上,由密封膠皮進行固定密封,從出水口射出的新鮮水從內部對濾芯完成沖洗。

        圖3 節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置設計簡圖

        4 效果評價

        按照裝置設計圖紙制出節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗器裝置,并針對其尺寸加設一長130 cm,寬100 cm,高80 cm 的支撐平臺,裝置實物如圖4所示。

        圖4 節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置實物圖

        依據操作現場應用情況,此節(jié)能型濾布過濾器清洗裝置實際應用效果極好,其具體優(yōu)化主要有以下幾點:

        1)縮短工作時間。此節(jié)能型清洗裝置可以同時對三根濾芯進行清洗,并且清洗時間大大縮短,由原來的1 根濾芯6 min 左右縮短至現在的3 根濾芯5 min 左右,平均每根濾芯,完成清洗只需2 min。

        2)節(jié)省人力資源。此節(jié)能型清洗裝置操作簡便,只需1 人就可完成操作,清洗時先將要清洗的濾芯套入清洗器1~3 個,再打開新鮮水進口閥門與清洗器進口閥門即可,清洗完成后對濾芯進行更換。不使用清洗裝置清洗濾芯時需3 人配合才能完成清洗工作。

        3)提升清洗效果。此節(jié)能型清洗裝置是由內向外的對濾芯進行沖洗,比原來的僅從外部沖洗的操作方式效果更好,清洗后濾芯的使用時間更長,原來在設備運行5~7 天后就要對MDEA 濾布過濾器濾芯進行清洗,使用此清洗裝置清洗濾芯后,可保證設備運行時間增長至9~11 天。

        4)降低水能消耗。使用此節(jié)能型清洗裝置清洗完成三根濾芯時,大約用水0.2 m3,平均每根濾芯清洗完成消耗水能0.06~0.07 m3。不使用清洗裝置清洗濾芯時每根濾芯需消耗0.2 m3才能清洗干凈。

        5 效益分析

        據統(tǒng)計, 除去更換的濾芯,2019 年第一凈化廠共清洗濾芯約80 次,2020 年初開始使用節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置,至6 月初,第一凈化廠共清洗濾芯21 次,預計到2020 年底共清洗濾芯50 次,現以2019 年為參照對其節(jié)省成本進行核算。

        1)2019 年共計清洗濾芯80 次,每次需保障人員3 名,每人的勞動費為150 元,全年清洗濾芯的人力成本費用為36 000 元;使用節(jié)能型清洗裝置后,預計一年清洗次數下降至50 次,每次清洗需保障人員1 名,預計支付勞動費用7 500 元,可節(jié)省人力成本28 500 元。

        2) 2019 年清洗濾芯約損耗新鮮水280 m3,每方新鮮水約150 元,共需水力資源費用42 000 元,使用節(jié)能型清洗裝置后,預計一年消耗新鮮水80 m3,共計12 000 元,可節(jié)省成本30 000 元。

        3)使用節(jié)能型清洗裝置清洗濾芯,可延長濾芯使用壽命,預計2020 年可減少濾芯消耗70 根,每根濾芯成本為615.4 元,預計節(jié)省成本43 078 元。

        6 結論

        通過現場試驗,此節(jié)能型濾布過濾器濾芯清洗裝置,在日常生產中的實際應用效果極好,可有效縮短工作時間,平均每根濾芯完成清洗只需2 min,節(jié)省人力資源,只需1 人就可完成操作;提升清洗效果,運行時間由5~7 天延長至9~11 天;降低水能消耗,平均每根濾芯消耗水能0.06~0.07 m3,每年可節(jié)省生產成本約101 578 元。

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