雙河閥室應(yīng)對頁巖氣初期進氣策略

田雅軍 劉恩斌

摘 要：長寧區(qū)塊頁巖氣在納安線雙河閥室進氣初期，由于脫水裝置未同步投產(chǎn)，導(dǎo)致水露點偏高，對下游雙河閥室分輸馬鳴溪支線的調(diào)壓閥正常運行造成了一定影響。由此，本文通過對頁巖氣進氣狀況進行分析，結(jié)合雙河閥室上下游用氣情況，采取了對閥室流程進行針對性改造，將水露點偏高的頁巖氣混合輸往安邊站方向，對閥室調(diào)壓閥進行預(yù)防性保養(yǎng)，設(shè)置合理的運行參數(shù)等措施，保障了閥室下游用戶的用氣安全。

關(guān)鍵詞：頁巖氣;雙河閥室;調(diào)壓閥

中圖分類號：TH134 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）22-0062-04

Strategy for Initial Intake of Shale Gas in Shuanghe Valve Chamber

TIAN Yajun LIU Enbin

Abstract： in the early stage of intake of Shuanhe valve chamber in Changning district， due to the fact that the dehydration device was not put into production synchronously， the dew point was on the high side， which had a certain influence on the normal operation of the pressure regulating valve in the downstream Shuanghe valve chamber distribution line of Ma Mingxi branch line. Based on the analysis of shale gas intake and the gas consumption in the upper and lower reaches of Shuanghe valve chamber， this paper took measures such as reforming the valve chamber flow， transporting shale gas with high water dew point to Anbian station， carrying out preventive maintenance of valve chamber pressure regulating valve and setting reasonable operation parameters， so as to ensure the gas use safety of downstream users of valve chamber.

Keywords： shale gas;shuanghe valve chamber;pressure regulating valve

納安線雙河閥室是納溪-安邊輸氣管道工程的重要組成部分，是納安線重要的干線閥室。該閥室設(shè)計壓力為4.0MPa，具備干線緊急截斷、干線放空、分輸、調(diào)壓、超壓截斷和超壓放空等功能。

雙河閥室距離上游沙河閥室19.54km，距離下游安邊輸氣站18.53km。通過管道規(guī)格為D273×5.6、設(shè)計壓力為2.5MPa、長度為10.3km的馬鳴溪支線向柏溪配氣站進行分輸。

由于該閥室為無人值守閥室，分輸馬鳴溪支線的調(diào)壓閥的正常運行對下游柏溪配氣站的正常生產(chǎn)至關(guān)重要。頁巖氣進氣初期，脫水裝置未同步投產(chǎn)，氣質(zhì)異常，造成該閥室互為備用的兩臺塔塔里尼調(diào)壓閥的指揮器濾網(wǎng)、噴嘴等部件多次發(fā)生故障而不能正常工作，導(dǎo)致下游軍工、城市燃氣、玻璃窯爐等性質(zhì)的用戶不能正常生產(chǎn)。在頁巖氣脫水裝置投產(chǎn)前，現(xiàn)場解決該閥室調(diào)壓閥頻繁故障問題，保障下游用戶的正常生產(chǎn)迫在眉睫。

1 雙河閥室調(diào)壓閥故障

1.1 長寧區(qū)塊頁巖氣開采進氣情況

長寧國家級頁巖氣示范區(qū)位于宜賓市長寧縣、珙縣、筠連縣、興文縣境內(nèi)，總面積4 000km2。寧201-H1井于2012年7月18日開井生產(chǎn)，2013年8月開始向珙縣上羅鎮(zhèn)供氣。

長寧地區(qū)頁巖氣試采干線（D457）起于寧201-H1井，止于氣礦雙河集輸末站，管道規(guī)格為D457×6.3（7.1、8.8）×92.8km，設(shè)計壓力6.3MPa，管道采用D457×6.3/7.1（8.8）螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫埋弧焊鋼管，設(shè)計集輸能力為450×104m3/d，管材為L415M。試采管道均采用三層PE防腐層保護措施。該工程于2013年6月10日開工，2014年4月18日投運。2014年4月20日，長寧區(qū)塊頁巖氣通過雙河集輸末站與納安線雙河閥室連接管道進入納安線，從而進入川渝管網(wǎng)。初期進氣量為7×104m3/d，后期日平均進氣50萬～100萬m3。雙河閥室相關(guān)管網(wǎng)示意圖如圖1所示。

1.2 頁巖氣進氣前雙河閥室日常生產(chǎn)情況

在頁巖氣進氣前，雙河閥室接收距離上游19.54km納安線沙河閥室來氣，輸往下游18.53km的安邊輸氣站，管道日輸送量為180萬m3左右。另外，通過兩臺DN40帶安全截斷功能的塔塔里尼調(diào)壓閥分輸馬鳴溪支線（設(shè)計壓力2.5MPa）及下游柏溪配氣站。

柏溪配氣站主要氣源為雙河閥室來氣，總用氣量為20萬m3/d，用戶性質(zhì)主要為城市燃氣、玻璃窯爐和軍工（不能中斷供氣），并對下游蜀南氣礦黃角樁配氣站進行倒輸。

在納安線投運初期，雙河閥室分輸柏溪站調(diào)壓閥采用一用一備進行設(shè)置，T-1調(diào)壓閥出口壓力為1.0MPa，T-2調(diào)壓閥出口壓力為0.9MPa，超壓截斷壓力均為1.30MPa。

1.3 頁巖氣進氣后雙河閥室日常生產(chǎn)情況

2014年5月29日，柏溪站值班員工發(fā)現(xiàn)馬鳴溪支線進站壓力急劇下降。經(jīng)柏溪站值班員趕赴雙河閥室現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，雙河閥室（無人值守）T-1、T-2塔塔里尼調(diào)壓閥安全截斷閥未動作，兩臺調(diào)壓閥的開度指針顯示為零。對指揮器進行拆卸清洗后發(fā)現(xiàn)，水汽和硫化鐵粉等雜質(zhì)嚴(yán)重堵塞指揮器，指揮器過濾網(wǎng)已經(jīng)被水汽浸濕，導(dǎo)致指揮器噴嘴不能正常工作。分別對兩臺調(diào)壓閥指揮器進行拆卸清洗，并重新設(shè)置兩臺調(diào)壓閥的參數(shù)（T-1出口壓力為1.2MPa，T-2出口壓力1.0MPa），之后其恢復(fù)正常運行。

2014年6月1日、6月3日、6月6日、6月12日，柏溪站多次發(fā)現(xiàn)馬鳴溪支線進站壓力由1.1MPa下降到0.90MPa左右。經(jīng)作業(yè)區(qū)現(xiàn)場維修人員證實，T-1塔塔里尼調(diào)壓閥再次由于水汽原因，導(dǎo)致噴嘴堵塞不能正常工作。

從雙河閥室下游安邊站過濾分離器和匯管排污情況來看，每周兩次排污粉塵在0.2kg左右，污水在0.3kg左右。而柏溪站過濾器排污暫時未發(fā)現(xiàn)污水，但在周期性清洗孔板時，發(fā)現(xiàn)孔板上下游面附著的硫化亞鐵等雜質(zhì)較多。

2 雙河閥室調(diào)壓閥故障原因分析

2.1 頁巖氣氣質(zhì)情況

通過對雙河集輸末站和安邊輸氣站進行取樣、分析可知，雙河閥室進氣的頁巖氣水露點超標(biāo)。《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50251—2015）[1]規(guī)定：“水露點應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃。”從雙河末站的水露點來看，頁巖氣的水露點遠比地溫高。2014年5月23日，氣礦開展了寧201-H1井集氣首站至雙河集輸末站集氣干線（管線規(guī)格D457×6.3/L415，長度92.8km）的清管工作，排出液體污物245m3。同年6月11日，再次開展了該條集氣干線的清管工作，排出液體15m3，固體污物20kg。

2.2 雙河閥室流程改造前后情況

由于雙河閥室頁巖氣進氣使用的1601#預(yù)留頭與分輸馬鳴溪支線的通道距離較近，且頁巖氣進氣的壓力略高于納安線干線壓力，故頁巖氣先通過馬鳴溪支線對柏溪站（全天總用氣量20萬m3，高峰瞬量為25萬m3/d）進行補充，剩余部分再進入納安線，輸送至安邊輸氣站，供云天化等用戶。納安線雙河閥室改造前工藝流程如圖2所示。

分析雙河閥室的工藝流程后，結(jié)合上下游站場用氣情況，對雙河閥室工藝流程進行改造，在干線球閥旁通1301#閥下游與1601#閥上游端增加1603#、1604#兩只球閥。頁巖氣進氣通過1604#和1202#閥（關(guān)閉1603#）輸往安邊輸氣站方向（總用氣量為180萬m3左右），馬鳴溪支線使用納安線上游沙河閥室來氣（氣質(zhì)達標(biāo)），為雙河閥室塔塔里尼調(diào)壓閥提供了能保證其正常運行的氣質(zhì)要求。納安線雙河閥室改造后的工藝流程如圖3所示。

2.3 雙河閥室調(diào)壓閥設(shè)置情況

由于原雙河閥室設(shè)置T-1調(diào)壓閥出口壓力為1.0MPa，T-2調(diào)壓閥出口壓力為0.9MPa，兩調(diào)壓閥出口壓力間隔過小，受下游用戶用氣波動的影響，柏溪站值班員工無法及時從進站壓力的變化發(fā)現(xiàn)上游雙河閥室調(diào)壓閥的故障情況[2]。

對現(xiàn)有設(shè)備的情況進行分析后，結(jié)合下游的用氣情況，重新設(shè)置兩臺調(diào)壓閥的參數(shù)。將T-1調(diào)壓閥出口壓力設(shè)定為1.2MPa，T-2調(diào)壓閥出口壓力設(shè)定為1.0MPa，增加了間隔區(qū)間。當(dāng)雙河閥室T-1調(diào)壓閥因氣質(zhì)、水汽等其他因素的影響發(fā)生故障、無法正常工作時，馬鳴溪支線出站壓力將會立即從1.2MPa下降，當(dāng)?shù)陀赥-2調(diào)壓閥設(shè)置的閥后壓力1.0MPa后，T-2調(diào)壓閥自動啟動。柏溪站進站壓力也將從1.1MPa下降至0.9MPa左右，柏溪站值班員從站場計量自控系統(tǒng)的進站壓力報警中（聲光）可以判斷T-1調(diào)壓閥已經(jīng)發(fā)生故障，立即通知搶修人員現(xiàn)場處置，為搶修T-1調(diào)壓閥贏得時間。

2.4 雙河閥室維護保養(yǎng)方面

由于雙河閥室分輸馬鳴溪支線采取一用一備的調(diào)壓模式，作業(yè)區(qū)管護工和維修班人員按照工作界面進行日常巡檢和維護保養(yǎng)時，未對在用調(diào)壓閥的開度進行檢查，也未對備用調(diào)壓閥的使用情況進行檢查，未對指揮器進行周期性清洗，也未更換濾網(wǎng)等部件，且對調(diào)壓閥的預(yù)防性和針對性維護保養(yǎng)不足[3]。

在總結(jié)前期工作的基礎(chǔ)上，重新明確了維修班和管護工的工作職責(zé)，強調(diào)了對調(diào)壓閥的預(yù)防性、針對性的維護保養(yǎng)內(nèi)容，并提前采購了塔塔里尼調(diào)壓閥的備件包。對指揮器的濾網(wǎng)進行改造，擴大濾網(wǎng)開孔孔徑，減少由于水汽導(dǎo)致粉塵板結(jié)、氣流不暢的現(xiàn)象。拆除了主閥降噪網(wǎng)，防止管道內(nèi)顆狀雜質(zhì)堵塞閥口墊，影響主閥正常工作。對噴嘴等部件進行適當(dāng)潤滑，防止水汽導(dǎo)致金屬部件生銹后降低部件靈活性。

3 結(jié)語

通過對雙河閥室工藝流程的改造，將水露點超標(biāo)的頁巖氣進氣通過干線球閥旁通輸往安邊站方向，將合格的凈化氣通過調(diào)壓閥調(diào)壓后輸往柏溪站方向，降低了調(diào)壓閥發(fā)生故障的概率。

對雙河閥室塔塔里尼調(diào)壓閥指揮器進行預(yù)防性和針對性的保養(yǎng)，對關(guān)鍵部件進行適當(dāng)改造，調(diào)整兩臺調(diào)壓閥的運行參數(shù)，增加調(diào)壓閥閥后出口壓力的間隔區(qū)間，設(shè)置壓力報警，能及時發(fā)現(xiàn)并處理調(diào)壓閥故障。

明確維修班和管護工的工作職責(zé)，并組織培訓(xùn)，提高了現(xiàn)場處置故障能力，保障了雙河閥室下游柏溪站的用氣安全。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范：GB 50251—2015[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[2]國家能源局.天然氣管道運行規(guī)范：SY/T 5922—2012[S].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[3]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.天然氣：GB 17820—1999[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.