1.目的

四川盆地安岳氣田龍王廟組氣藏含硫天然氣在集輸過(guò)程中的氣液分離階段，由于壓力變化會(huì)解析出一部分溶解在水中的氣體，該氣體飽含硫化氫、甲硫醛等有害物質(zhì)，俗稱為閃蒸氣，需集中處理后排放。磨高地區(qū)主要采用液相氧化還原方式處理閃蒸氣，該方式脫硫率高、潛硫量適應(yīng)范圍廣、藥劑可再生利用，但會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物硫粒，需要通過(guò)人工操作進(jìn)行裝袋，存在較大的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。為提高硫粒脫除效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝袋，筆者開(kāi)展了硫粒自動(dòng)裝袋技術(shù)研究。

2.方法

液相氧化還原工藝分為脫硫、溶液再生、硫磺脫除等步驟，裝置較為復(fù)雜，其中硫磺脫除需要人工操作。筆者利用自動(dòng)感應(yīng)稱重技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套硫粒自動(dòng)裝袋系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)主要包括自動(dòng)裝袋機(jī)械裝置、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四個(gè)部分。在硫粒裝袋前，首先在系統(tǒng)中輸入需要裝袋的重量和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將輸入量與傳感器檢測(cè)得到的料框重量、位置數(shù)據(jù)、出料閥狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，若數(shù)據(jù)滿足條件，由PLC控制器處理后發(fā)出指令進(jìn)行裝袋作業(yè)。當(dāng)硫粒裝滿且出料口關(guān)閉的情況下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)裝料轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到下一料框并對(duì)準(zhǔn)出料口時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始下一料框裝袋，由此實(shí)現(xiàn)硫粒自動(dòng)裝料。

圖1 含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動(dòng)袋裝系統(tǒng)示意圖

其中，機(jī)械結(jié)構(gòu)件主要包括裝料轉(zhuǎn)臺(tái)、底座、料框、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪、稱重臺(tái)等。轉(zhuǎn)臺(tái)直徑為1.8 m，只需要安裝一個(gè)稱重傳感器就可實(shí)現(xiàn)所有裝袋稱重。以較為簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了硫粒大容量、長(zhǎng)時(shí)間的高效自動(dòng)裝袋。

本系統(tǒng)在龍王廟集氣東站進(jìn)行試運(yùn)（圖2），試驗(yàn)結(jié)果顯示該裝置一次性可裝硫粒12袋，容量45 kg/袋，運(yùn)行時(shí)裝置通過(guò)自動(dòng)感應(yīng)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝袋作業(yè)，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)上所有料框裝滿時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)上報(bào)信息，提示工作人員換袋。員工無(wú)需每次間隔2～4小時(shí)換一個(gè)口袋，只需要在2～3天后對(duì)裝袋好的硫粒進(jìn)行處理。試驗(yàn)過(guò)程中其機(jī)械裝置、控制系統(tǒng)聯(lián)合動(dòng)作，均運(yùn)行正常。

圖2 集氣東站硫粒自動(dòng)裝袋現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.作用和效果

硫粒自動(dòng)裝袋系統(tǒng)設(shè)備成本約6萬(wàn)元/套，節(jié)約人工240天/年×400元/（人·天·套）=9.6萬(wàn)元/套，單套裝置年節(jié)約成本約3.6萬(wàn)元。根據(jù)計(jì)劃安排，2022—2023年預(yù)計(jì)在川中油氣礦的近30套裝置進(jìn)行推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)年節(jié)約費(fèi)用100余萬(wàn)元。此外，該技術(shù)還可在西南油氣田乃至其他類似裝置中進(jìn)行推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。

含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動(dòng)裝袋技術(shù)的應(yīng)用，大大減輕了操作員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了氣田智能化管理水平，支撐了礦區(qū)場(chǎng)站無(wú)人值守工作的開(kāi)展，保障了氣井產(chǎn)能的發(fā)揮。