天然氣處理廠凈化風(fēng)系統(tǒng)改進(jìn)及安全運(yùn)行評價(jià)

景 元，王 莉，高好潔，呂 霞

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 西安 710065）

榆林天然氣處理廠內(nèi)設(shè)置空氮站一座，現(xiàn)有空氣壓縮機(jī)三臺(tái)，制氮系統(tǒng)一套，主要為處理廠內(nèi)各設(shè)備設(shè)施提供非凈化空氣、凈化空氣及氮?dú)狻７莾艋諝庥糜谘b置檢修、吹掃用氣，凈化空氣主要用于生產(chǎn)裝置及儀表風(fēng)等用氣，氮?dú)庵饕糜陂_停工置換及保護(hù)用氣。

榆林天然氣處理廠是長慶氣田向北京及華北地區(qū)輸氣的咽喉及樞紐，外輸氣量占長慶氣田產(chǎn)氣量一半以上，場站內(nèi)閥門基本采用氣動(dòng)控制，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

1 凈化風(fēng)系統(tǒng)工藝流程

空氮站設(shè)置三臺(tái)螺桿式空壓機(jī)與三套吸附式干燥系統(tǒng)，日常采取兩用一備的運(yùn)行方式，可同時(shí)供凈化空氣、非凈化空氣及制氮用壓縮空氣。

凈化風(fēng)系統(tǒng)是利用壓縮機(jī)對空氣增壓，進(jìn)行除塵、除油、除液后進(jìn)入凈化風(fēng)匯管，隨后進(jìn)入兩具40 m3凈化風(fēng)儲(chǔ)罐，為天然氣處理區(qū)、集配氣區(qū)以及第一、第二末站提供穩(wěn)定凈化風(fēng)[1]，確保各個(gè)控制閥安全可靠（圖1）。

圖1 凈化風(fēng)系統(tǒng)工藝流程圖

由于近年來榆林處理廠連年改擴(kuò)建，加之上古處理總廠天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)投運(yùn)，日常凈化風(fēng)需求量隨之增大，因此將處理廠凈化風(fēng)系統(tǒng)與第二末站凈化風(fēng)系統(tǒng)串聯(lián)，啟用第二末站大功率壓縮機(jī)機(jī)組對榆林處理廠、第一、第二末站提供穩(wěn)定凈化風(fēng)，處理廠區(qū)域壓縮機(jī)單獨(dú)為氮?dú)庀到y(tǒng)提供壓縮空氣（圖2）。

圖2 改擴(kuò)建后凈化風(fēng)系統(tǒng)工藝流程圖

2 運(yùn)行存在問題及原因分析

在日常生產(chǎn)過程中，由于天然氣壓縮機(jī)的連續(xù)運(yùn)行，存在壓縮機(jī)皮帶松動(dòng)斷裂、壓縮機(jī)失電停機(jī)等故障，導(dǎo)致凈化風(fēng)系統(tǒng)壓力降低的現(xiàn)象，出現(xiàn)多次氣動(dòng)閥門異常運(yùn)行的現(xiàn)象，造成鍋爐停氣、火炬放空、進(jìn)站截?cái)嚅y緩慢關(guān)閉，存在較大的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，尤其影響為北京及華北地區(qū)的安全平穩(wěn)供氣。

對凈化風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致上述安全運(yùn)行事件主要存在以下兩個(gè)方面：

2.1 空氣壓縮機(jī)運(yùn)行故障

由于空氣壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行，電機(jī)、皮帶、潤滑系統(tǒng)均存在不同程度的老化，壓縮機(jī)停機(jī)后員工發(fā)現(xiàn)、維修不及時(shí)，引起凈化風(fēng)系統(tǒng)失壓，導(dǎo)致上述安全事件出現(xiàn)。

2.2 凈化風(fēng)工藝設(shè)計(jì)不合理

由于日常凈化風(fēng)需求量增大，目前采用第二末站大功率壓縮機(jī)機(jī)組對榆林處理廠、第一、第二末站提供穩(wěn)定凈化風(fēng)，處理廠區(qū)域壓縮機(jī)單獨(dú)為氮?dú)庀到y(tǒng)提供壓縮空氣。但是由于工藝設(shè)計(jì)不合理，兩組不同型號(hào)、功率的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的凈化風(fēng)壓力不同，為了避免因?yàn)榈诙┱緝艋L(fēng)與處理廠壓縮機(jī)壓力不匹配影響處理廠制氮系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，進(jìn)而影響處理廠甲醇、氣田采出水、輕烴等儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行，因此將閥1、閥2、閥3 進(jìn)行關(guān)閉（圖2），第二末站凈化風(fēng)來氣未進(jìn)入處理廠區(qū)域凈化風(fēng)儲(chǔ)罐，直接通過管線對各個(gè)區(qū)域進(jìn)行供風(fēng)。

由于沒有凈化風(fēng)儲(chǔ)罐的儲(chǔ)備，一旦第二末站壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，則整個(gè)凈化風(fēng)系統(tǒng)迅速失壓，各個(gè)閥門隨即出現(xiàn)異常運(yùn)行。

3 凈化風(fēng)系統(tǒng)改進(jìn)措施

3.1 加強(qiáng)壓縮機(jī)維護(hù)保養(yǎng)

針對空氣壓縮機(jī)運(yùn)行，制定詳細(xì)的定期維護(hù)保養(yǎng)制度，確保空氣壓縮機(jī)運(yùn)行的安全可靠，并加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，立即采取措施，投運(yùn)備用壓縮機(jī)。

3.2 優(yōu)化現(xiàn)有工藝流程

對現(xiàn)有工藝進(jìn)行優(yōu)化，將第二末站凈化風(fēng)引入兩具40 m3凈化風(fēng)儲(chǔ)罐，關(guān)閉閥2、閥3、閥6，同時(shí)將閥1、閥4、閥5 打開，將第二末站凈化風(fēng)與處理廠凈化風(fēng)進(jìn)行隔離；如第二末站凈化風(fēng)系統(tǒng)存在問題，只需就近打開閥2、閥3、閥6，關(guān)閉閥4、閥5（圖3），保障整個(gè)凈化風(fēng)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行[2-3]。

圖3 優(yōu)化后凈化風(fēng)系統(tǒng)工藝流程圖

4 結(jié)論

（1）制定詳細(xì)的定期維護(hù)保養(yǎng)制度后，凈化風(fēng)系統(tǒng)壓縮機(jī)、干燥機(jī)等運(yùn)行可靠性有所提升，但是由于連續(xù)20年的生產(chǎn)運(yùn)行，凈化風(fēng)系統(tǒng)各設(shè)備在生產(chǎn)過程中仍然會(huì)出現(xiàn)不同程度的設(shè)備故障，影響凈化風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定供風(fēng)。

（2）通過工藝管線改造優(yōu)化，將兩具40 m3儲(chǔ)罐更加科學(xué)合理的應(yīng)用在日常生產(chǎn)中，處理廠及第一、第二末站凈化風(fēng)系統(tǒng)供氣平穩(wěn)，壓力穩(wěn)定。

（3）空氣壓縮機(jī)因故障或者地方供電失電停機(jī)后，由于有兩具40 m3儲(chǔ)罐的凈化風(fēng)儲(chǔ)存氣，系統(tǒng)壓力降低緩慢，極大保障處理廠、第一、第二末站各關(guān)鍵閥門、設(shè)備設(shè)施的正常運(yùn)行，為員工應(yīng)急處理故障贏得寶貴時(shí)間，降低了日常運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)，提高凈化風(fēng)系統(tǒng)容錯(cuò)率，為榆林天然氣處理廠安全運(yùn)行、為北京及華北地區(qū)平穩(wěn)足額供氣提供可靠安全保障。