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過濾分離器作為天然氣輸氣站中關(guān)鍵的組成設(shè)備，關(guān)系到整個輸氣運(yùn)行工作的生產(chǎn)安全,，在過濾器分離器的日常生產(chǎn)過程中，會遇到諸多問題,。比如：快開盲板密封點(diǎn)泄漏,、檢維修作業(yè)過程中氮?dú)庵脫Q不*、液位測試不便等問題都屬于常見問題,，本文針對此類問題進(jìn)行原因分析,，提出檢修維護(hù)措施，利用磁翻板液位計(jì)等測試裝置,，過強(qiáng)化設(shè)備檢維修措施消除泄漏點(diǎn),，對比過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q的各種操作方法，選擇壓力循環(huán)置換法作為常規(guī)方式置換,，設(shè)計(jì)制作出一套簡易液位測試裝置以便開展過濾分離器液位測試,。經(jīng)過實(shí)際測試，這套方案能夠有效過濾分離器運(yùn)行和檢修的問題,，保證設(shè)備正常安全生產(chǎn)運(yùn)行,。
 
天然氣在管道輸送過程中通常夾雜有泥砂、巖石顆粒,、粉塵以及液體等雜質(zhì),，其中液體雜質(zhì)主要有液烴、油水等,。這些固,、液雜質(zhì)的存在和聯(lián)合作用，在天然氣輸氣站場運(yùn)行過程中會使輸送設(shè)備,、管道,、閥門等產(chǎn)生磨損、腐蝕,、甚至堵塞,，對輸送系統(tǒng)中計(jì)量器具,、儀表等產(chǎn)生不良影響[1]。尤其是隨著超聲波流量計(jì)在輸氣站場的廣泛應(yīng)用,，天然氣在輸送過程中,，這些臟污介質(zhì)會附著在流量計(jì)的上,、下游管道和超聲波探頭表面,，影響天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度[2]。并且隨著臟污介質(zhì)的聚集,，對儀表計(jì)量準(zhǔn)確度的影響逐漸增大,。川氣東送輸氣站場采用的過濾分離器為臥式過濾分離器，安裝在計(jì)量以及調(diào)壓設(shè)備的上游,，因此其運(yùn)行是否可靠直接關(guān)系著下游設(shè)備,、儀表的安全運(yùn)行，同時也對下游用戶的氣質(zhì)保證起著至關(guān)重要的作用,。本文針對川氣東送輸氣站場過濾分離器運(yùn)行及檢維修過程中存在的問題開展分析，合理提出應(yīng)對措施,，確保設(shè)備安全生產(chǎn)運(yùn)行,。
 


　　1 結(jié)構(gòu)組成與工作原理過濾分離器主要由濾芯、殼體,、快開盲板以及內(nèi)外部件組成,，采用臥式、快開盲板結(jié)構(gòu),。過濾分離器作為壓力容器，除了設(shè)備本體外還有安全閥,、壓力表以及差壓變送器等附屬部件。其工作原理是天然氣首*入進(jìn)料布?xì)馇?，氣體撞擊在支撐濾芯的支撐管上,，較大的固,、液顆粒被初步分離,，并在重力的作用下沉降到容器底部（定期從排污口排出）。接著氣體從外向里通過過濾聚結(jié)濾芯,，固體顆粒被過濾介質(zhì)截留，液體顆粒則因過濾介質(zhì)聚結(jié)功能而在濾芯的內(nèi)表面逐漸聚結(jié)長大,。當(dāng)液滴到達(dá)一定尺寸時會因氣流的沖擊作用從內(nèi)表面脫落出來而進(jìn)入濾芯內(nèi)部流道,，而后進(jìn)入?yún)R流出料腔,。在匯流出料腔內(nèi),，較大的液珠因重力沉降分離出來，此外在匯流出料腔,，還設(shè)有分離元件,，它能有效地捕集液滴,，進(jìn)一步提高了分離效果,。后潔凈的氣體流出過濾分離器。隨著燃?xì)馔ㄟ^量的增加,，沉積在濾芯上的顆粒會引起燃?xì)膺^濾器壓差的增加,，當(dāng)壓差上升到規(guī)定值時（從壓差計(jì)讀出）,，說明濾芯已被嚴(yán)重堵塞，應(yīng)該及時更換,。
 
　　2 運(yùn)行現(xiàn)狀在輸氣站場根據(jù)下游用戶年設(shè)計(jì)輸氣量及檢維修需求通常設(shè)置兩臺臥式過濾分離器,，運(yùn)行時通常采用一用一備方式運(yùn)行,，氣量需求高峰時段達(dá)到單臺處理量時兩臺同時運(yùn)行以滿足用戶氣量需求,。過濾分離器在整個輸氣站場工藝流程中通過法蘭與管道相連,，同時上下游均設(shè)置球閥（見圖1）,，其中下游球閥與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相匹配使用,，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)控制,。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，在用過濾分離支路的上下游球閥處于*開啟狀態(tài),，備用過濾分離支路的上游球閥處于開啟狀態(tài),，下游球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。對于過濾分離器切換有兩種方式：一種是手動模式，另一種是自動模式,。在手動模式下可由操作人員通過遠(yuǎn)程和就地狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)過濾支路流程切換,；當(dāng)在自動模式下電動閥產(chǎn)生事故關(guān)斷時,，則報(bào)警并自動選擇備用設(shè)備,，打開備用支路的電動閥,，關(guān)閉當(dāng)前支路的電動閥門，實(shí)現(xiàn)工作分離器和備用分離器的切換,，上述過程由程序自動完成,，不需人為干預(yù),。
 
　　3 運(yùn)行與檢修作業(yè)中的問題　　3.1 盲板密封點(diǎn)泄漏問題
川氣東送過濾分離器采用了GD 鎖環(huán)式快開盲板，具有結(jié)構(gòu)形式*,、密封性能良好以及操作便捷的特性,。嵌到快開盲板門凹槽上的密封圈采用自緊式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封,，密封圈一次模壓成型，在壽命期內(nèi)具有良好的密封性能,。但隨著設(shè)備運(yùn)行時間延長，密封圈存在老化,、變形以及開裂現(xiàn)象,，密封性能降低,，極易出現(xiàn)泄漏事故。同時在日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中,，也常會由于密封處存在臟污以及操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐煽扉_盲板密封處泄漏，設(shè)備本體一旦發(fā)生天然氣泄漏現(xiàn)象,，就極易在局部區(qū)域擴(kuò)散蔓延,。天然氣具有易燃易爆,、有毒等危險特性，處置不當(dāng)很容易引發(fā)火災(zāi)爆炸,、中毒等事故,，造成重大人員傷亡及設(shè)備損壞[4]。
 
　　3.2 氮?dú)庵脫Q效果不佳
過濾分離器作為輸氣站場壓力容器設(shè)備之一,，需要定期進(jìn)行開筒維護(hù)作業(yè),。開啟快開盲板之前首先應(yīng)將進(jìn)出口球閥關(guān)閉，然后再對其進(jìn)行壓力泄放,，泄壓之后為防止過濾分離器內(nèi)天然氣與空氣的混合發(fā)生爆炸,，因此需要進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，增加天然氣管道設(shè)備的安全保障[5],。目前輸氣站場在對過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q時通常采用大氣壓力稀釋置換法[6],，氮?dú)鈴囊欢吮灰肴萜骰蚬艿老到y(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)的空氣或其他氣體被置換排放到另一端的大氣中,，系統(tǒng)主要在大氣壓力下進(jìn)行吹掃,。這是一種典型的通過大氣壓力置換或稀釋來達(dá)到吹掃目的方法，可采取一次或相同幾次進(jìn)行,。由于過濾分離器設(shè)備本體自身以及與相連管段都存在較多死角，因此這種置換操作方法極易出現(xiàn)置換死角盲區(qū),，不能*吹掃干凈。
 
　　3.3 液位測試問題
磁翻板液位計(jì)作為過濾分離器的附屬備件（見圖2）,，在每年的春秋季檢維修時，輸氣站場都要對排污罐及過濾分離器磁翻板液位計(jì)進(jìn)行液位測試,，而目前磁翻板液位計(jì)液位測試都要從液位計(jì)頂部注水測試,，檢查液位計(jì)是否工作正常,。而從液位計(jì)頂部注水時頂部注入孔是針型閥,，并且針型閥是全焊接設(shè)計(jì)，無法拆卸,，針型閥受自身結(jié)構(gòu)所限，通道狹窄,，水流在通過針型閥注入時極易將通道堵死，磁翻板液位計(jì)內(nèi)部的氣體不易排出,，磁翻板液位計(jì)內(nèi)腔形成封閉區(qū)，水流不易流入液位計(jì)內(nèi)腔,，給液位測試帶來困難。


 
　　4 解決方法4.1 強(qiáng)化維護(hù)措施消除泄漏點(diǎn)快開盲板維護(hù)時要仔細(xì)檢查密封圈是否有損壞或過度磨損,、腐蝕現(xiàn)象[7],，如存在磨損腐蝕要及時更換密封圈。同時在對快開盲板進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時,，要檢查密封凹槽內(nèi)有無銹蝕和污物,，如有，用細(xì)砂紙清理干凈,，同時檢查盲板頸的內(nèi)部和門在關(guān)閉時接觸的部分,，包括門的槽，如發(fā)現(xiàn)有臟物或銹蝕（特別是底部）,，用砂紙清理干凈，后用干凈棉布擦干,。同時做好設(shè)備日常巡檢工作，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn),，應(yīng)及時處理，消除安全隱患,。
 
　　4.2 改進(jìn)氮?dú)庵脫Q操作方法
　　針對過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q檢維修作業(yè)時存在死角問題,，建議采取壓力循環(huán)置換法[6],，在進(jìn)行壓力循環(huán)置換法操作時,，將氮?dú)鈴囊欢艘氲饺萜鲀?nèi)部,，使容器內(nèi)部壓力上升到許可范圍以內(nèi)，使氮?dú)馀c內(nèi)部的空氣或其他氣體進(jìn)行混合并被置換排放到另一端的大氣當(dāng)中,，主要是在高于大氣壓力下重復(fù)進(jìn)行吹掃,。此法具體操作主要取決于容許操作壓力和吹掃后需要達(dá)到的吹掃純度，可采取一次或相同幾次進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)氣體與氮?dú)饣旌?，被稀釋后的操作可采用如下?jì)算式表示（假設(shè)純氮?dú)猓?/span>
　　Ct= C0 /Pn
式中：Ct為系統(tǒng)后狀態(tài)的天然氣體積分?jǐn)?shù),，%；C0為系統(tǒng)初始狀態(tài)的天然氣體積分?jǐn)?shù),，%,；P 為每次對系統(tǒng)充壓后的壓力，bar （1 bar = 0.1 MPa）,；n 為導(dǎo)入氮?dú)獬鋲汉笈欧诺拇螖?shù),。
 
GB 30871- 2014[8]要求，當(dāng)被測氣體或蒸汽的爆炸下限大于或等于4% 時,，其被測濃度應(yīng)不大于0.5% （體積分?jǐn)?shù)）,。因此對過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q之前，內(nèi)部可燃?xì)怏w體積分?jǐn)?shù)設(shè)為100% （假設(shè)為氣）,，置換合格后后狀態(tài)的可燃?xì)怏w體積分?jǐn)?shù)為0.5%,，由上述公式可得出，進(jìn)行一次操作想要達(dá)到所需的置換效果,，需充壓至20 MPa,， 而20 MPa 壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出過濾分離器的設(shè)計(jì)壓力；進(jìn)行兩次操作想要達(dá)到所需的置換效果,，需充壓至4.47 MPa,，符合過濾分離器允許操作壓力。因此可得出,，隨著氮?dú)庥昧康臏p少,，則所需排放次數(shù)及人工工作量將增加，具體實(shí)施操作可根據(jù)作業(yè)時間需求及工作量承受范圍選取,。
 
在進(jìn)行氮?dú)庵脫Q時,，主入口與排放口的位置選取同樣重要,，對容器而言，氮?dú)馊肟趹?yīng)設(shè)置在容器的底部[6],，排放口應(yīng)設(shè)置在容器的頂部,，這樣有利于提升置換效果。由于過濾分離器進(jìn)出口均設(shè)置球閥,，在進(jìn)行氮?dú)庵脫Q作業(yè)之前應(yīng)進(jìn)行球閥內(nèi)漏測試,，如有球閥內(nèi)漏現(xiàn)象，則先應(yīng)根據(jù)球閥內(nèi)漏性質(zhì)進(jìn)行維護(hù)[9],，消除因內(nèi)漏原因造成氮?dú)庵脫Q不*,。
 
4.3 液位測試簡易裝置目前過濾分離器上的磁翻板液位計(jì)由頂部針型閥、液位計(jì)本體以及底部的排污閥組成,，針對這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)一套磁翻板液位計(jì)液位測試裝置（見圖3）,，該測試裝置由漏斗、軟管以及轉(zhuǎn)換接頭組成,。在進(jìn)行磁翻板液位計(jì)液位測試時,，測試裝置的轉(zhuǎn)換接頭與磁翻板液位計(jì)底部的排污閥相連接，因此測試裝置與磁翻板液位計(jì)就形成了連通器,，通過測試裝置的漏斗加水測試,，快速有效。


 
　　5 效果及評價通過上述對過濾分離器在日常運(yùn)行及檢維修過程中存在的問題進(jìn)行研究及應(yīng)用,，川氣東送某管理處四座輸氣站場在過去一年中均未出現(xiàn)快開盲板泄漏現(xiàn)象,。嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)原則，反映出提升檢維修質(zhì)量能從本質(zhì)上消除安全隱患,；采用壓力循環(huán)置換法進(jìn)行氮?dú)庵脫Q操作,，置換效果明顯提升，達(dá)到了置換標(biāo)準(zhǔn),，消除了死角區(qū)域引起的置換不*,；通過制作液位測試簡易裝置，能快速有效地對磁翻板液位計(jì)進(jìn)行液位測試,，消除了通過頂部針型閥進(jìn)行測試的不便,。過濾分離器作為輸氣站場重要的氣質(zhì)凈化設(shè)備，直接關(guān)系到站場設(shè)備,、儀表的安全平穩(wěn)運(yùn)行,，因此，保證過濾分離器正常運(yùn)行具有十分重要的意義,?；谝陨蠈^濾分離器出現(xiàn)問題的分析研究，筆者提出以下四點(diǎn)建議：
 
　?。?） 隨著設(shè)備長時間運(yùn)行,，設(shè)備進(jìn)入故障多發(fā)期，加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)力度十分必要,，同時做好備品備件的儲備工作,。
 
（2） 對過濾分離器檢維修作業(yè)需要實(shí)施氮?dú)庵脫Q操作時，采用壓力循環(huán)置換法進(jìn)行置換較*,，不易出現(xiàn)死角,，并且根據(jù)壓力需求至少需要操作兩次以上，具體操作次數(shù)需結(jié)合實(shí)際作業(yè)時間及工作量適當(dāng)選??；同時氮?dú)庵脫Q前應(yīng)需做好球閥內(nèi)漏測試工作，消除內(nèi)漏而導(dǎo)致的置換不*現(xiàn)象,。
 
　?。?） 目前在對川氣東送輸氣站場較多的過濾分離器進(jìn)行充壓操作時，只能通過緩慢開啟入口球閥進(jìn)行操作,，在多達(dá)幾兆帕壓差的作用下,，強(qiáng)行開啟入口球閥較為困難；同時在壓充過程中,，在高速氣流沖刷的作用下,，極易損傷球閥密封面，造成球閥內(nèi)漏現(xiàn)象,。建議給過濾分離器入口球閥加裝旁通管路,，通過旁通管路平衡壓差。

　?。?） 建議將磁翻板液位計(jì)頂部的針型閥設(shè)計(jì)為球閥,，以便于液位測試。