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天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急處置及采取的排水措施

文檔作者：張洪濤文檔來源：中國石油西部管道蘭州輸氣分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月19日
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理論 · 實(shí)踐
220 | 2016年09月
表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析表
項(xiàng)目自主開發(fā)技術(shù)美國CALLIDUS技術(shù)
物料名稱油性污泥油性污泥
處理量，kg/h(干基) 12500 12500
進(jìn)口物料濕含量，%(wt) 90 90
出口物料濕含量，%(wt) ≤15 ≤15
脫水
設(shè)備
脫水設(shè)備污泥脫水機(jī)Callidus轉(zhuǎn)爐
脫水方式間接加熱直接加熱
加熱介質(zhì)飽和蒸汽煙道氣(輕柴油)
脫水物料熱量，kJ/h 4.0×107 4.0×107
脫水熱量利用率，% 95% 50%
供給熱量，kJ/h 4.2×107 8.0×107
加熱介質(zhì)用量，kg/h 1.5×104 1.8×103
電耗，kW 150 80
焚燒
設(shè)備
焚燒設(shè)備蓄熱式熱氧化器Scc燃燒室
焚燒方式自給，不需要補(bǔ)充供給，需要補(bǔ)充
加熱介質(zhì)揮發(fā)份中的可燃?xì)怏w煙道氣(輕柴油)
焚燒需要熱量，kJ/h 2.8×106 2.8×106
加熱介質(zhì)用量，kg/h 0 260
電耗，kW 15 15
廢氣排放量，kg/h 2400 8000
物料脫水、冷卻過程
無粘結(jié)，脫水冷卻在
1個(gè)系統(tǒng)內(nèi)完成
無粘結(jié)，脫水冷卻在
兩個(gè)系統(tǒng)內(nèi)完成
安全性高較低
環(huán)保性高低
2.2 效益分析
利用表1 中數(shù)據(jù)，進(jìn)行公用工程消耗的計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益分
析見表2。
表2 經(jīng)濟(jì)效益分析表
加熱介質(zhì)飽和蒸汽煙道氣(輕柴油)
用量，kg/h 1.5×104 1.8×103
單價(jià)，元/kg 0.9 4.0
總價(jià)，萬元/kg 1.35 3.0
共計(jì)，萬元/年10,800.0 24,000.0
節(jié)約資金，萬元/年13,200.0
從表2 可以看出：采用自主開發(fā)的工藝后，每年可節(jié)約資
金13,200.0 萬元, 效益顯著。
3 結(jié)語
從環(huán)境質(zhì)量和安全意識考慮，污泥脫水及尾氣焚燒、再利
用將是污泥處置的發(fā)展方向之一，對以油性污泥為主的石化污
水處理廠的污泥來說，脫水后再焚燒將是最根本、最徹底的解
決方法。若長期依賴國外進(jìn)口脫水焚燒技術(shù)與裝備，不僅價(jià)格
昂貴，一次性投入大，而且不利于我國污泥脫水及尾氣焚燒技
術(shù)的發(fā)展。而此技術(shù)的研發(fā)成功，將能形成適合我國國情的污
泥脫水及尾氣焚燒成套技術(shù)，對提高國內(nèi)污泥脫水及尾氣焚燒
技術(shù)水平和提高環(huán)境質(zhì)量具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 倪春林, 張富茂. 污泥干燥工藝介紹[J]. 干燥技術(shù)與
設(shè)備,2010,8(2):74-78.
[2] 張宗宇, 李捷. 城市污泥干燥焚燒一體化處理工藝的
研究[J]. 中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào),2010,20(4):58-60,65.
[3] 丘錦榮, 吳啟堂. 城市污泥干燥研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)
環(huán)境,2007,16(2):667-671.
天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急
處置及采取的排水措施
張洪濤( 中國石油西部管道蘭州輸氣分公司，
甘肅 蘭州 730070)
摘要：本文介紹了蘭州輸氣分公司澀北壓氣首站“11.17” 上
游氣田來氣中天然氣含水量超標(biāo)的應(yīng)急處置及采取的排水措
施，為今后清理管道內(nèi)積水和應(yīng)對處置上游天然氣含水量超標(biāo)
提供了可借鑒的寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：天然氣；含水量；超標(biāo)；應(yīng)急處置；排水措施
0 引言
在天然氣長輸管道中，天然氣含水量超標(biāo)是指上游氣體開
采過程中，液態(tài)水沒有處理干凈或脫水設(shè)備故障失效，導(dǎo)致天
然氣中的液態(tài)水進(jìn)入下流管網(wǎng)。
井口流出的天然氣幾乎都為氣相水所飽和，甚至?xí)y帶一
定量的液態(tài)水。天然氣中水分的存在往往會造成嚴(yán)重的后果:
含有CO2 和H2S 的天然氣在有水存在的情況下形成酸而腐蝕
管路和設(shè)備; 在一定條件下形成天然氣水合物而堵塞閥門、管
道和設(shè)備; 降低管道輸送能力，造成不必要的動力消耗。水分
在天然氣的存在是非常不利的事，因此，需要脫水的要求更為
嚴(yán)格。
1 事件經(jīng)過描述
2015 年11 月13 日，根據(jù)北京調(diào)控中心要求，澀寧蘭提量
至1600 萬方/ 天，在氣量提升過程中，臺南氣田集氣干線內(nèi)積
液被迅速攜帶至15 號站，使其二次脫水區(qū)設(shè)備負(fù)荷過重。11 月
14 日15:30，3# 三甘醇脫水裝置精餾柱冒液，造成臺南臥式分
離器超限運(yùn)行，使三甘醇脫水裝置負(fù)荷過重，陸續(xù)出現(xiàn)設(shè)備故
障失效，臺南低壓外輸管線積液進(jìn)入澀寧蘭首站。11 月17 日，
早上9 點(diǎn)，澀北首站主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示高報(bào)警，
值班人員立即到現(xiàn)場對聚結(jié)器液位計(jì)進(jìn)手動排污檢查，初步判
斷氣田來氣含水量超標(biāo)。
2 應(yīng)急處置過程
11 月17 日早上9 點(diǎn)，主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示高
報(bào)警，值班人員立即到現(xiàn)場對聚結(jié)器液位計(jì)進(jìn)行手動排污( 聚
結(jié)器有自動排污功能，直接排往排污池)，排污后恢復(fù)正常。三
小時(shí)后又報(bào)警，值班人員再次到現(xiàn)場手動排污，17 日白天共對
液位計(jì)排污6 次。晚上7 點(diǎn)半主線聚結(jié)器液位計(jì)在上位機(jī)顯示
持續(xù)高報(bào)警，站內(nèi)組織人員現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)來水量增加，現(xiàn)場持
續(xù)排污無法排干凈。主線兩路聚結(jié)器每單路大概10 分鐘排污
18 升。
在主線進(jìn)站天然氣含水量持續(xù)排水較高的情況下，為了
保護(hù)壓縮機(jī)干氣密封和壓縮機(jī)本體安全，澀北首站果斷采取措
2016年09月 | 221
施，向北京調(diào)控中心申請停用1# 壓縮機(jī)組，20:54 停機(jī)完成
后，遠(yuǎn)程關(guān)閉了主線XV1604 和XV1701 閥門，隔離主線臥式
分離器濾芯和壓縮機(jī)。為了防止造成濾芯和2# 壓縮機(jī)組更
大污染，對主復(fù)線采取單機(jī)單線分離運(yùn)行方式。隨后組織對
1# 壓縮機(jī)撬體進(jìn)行排污，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)殼體排污口處有較多
的液態(tài)水；對2# 機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控過程中，在22:40 左右發(fā)現(xiàn)干
氣密封差壓有升高趨勢，大約半小時(shí)上升1 千帕，并結(jié)合1#
壓縮機(jī)排水現(xiàn)狀，澀北首站立即向北調(diào)申請停用2# 機(jī)組，
22:51 停機(jī)完成，遠(yuǎn)程關(guān)閉了復(fù)線1301F 閥門，隔離壓縮機(jī)。
隨后組織對2# 壓縮機(jī)撬體進(jìn)行排污，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)殼體排污
口處有較多的液態(tài)水。為防止來水進(jìn)入下游管線，站內(nèi)每半小
時(shí)同時(shí)對主復(fù)線旋風(fēng)分離器和聚結(jié)器液位計(jì)、手動排污閥進(jìn)
行手動排污，主線每次排水40 升。從18 日凌晨1 點(diǎn)到18 日早
上8 點(diǎn)，主線旋風(fēng)分離器液位計(jì)人工排水150L 左右，分離器和
聚結(jié)器的自動排水撬在不斷的自動排水中，早上8 點(diǎn)半從液
位計(jì)排除30L 左右污水。
從17 日早9 時(shí)至18 日早上9:30 分澀北首站共排出污水
10310L，其中一線排污池排污約7350L，復(fù)線排污池排污約
2400L，手動在液位計(jì)上排污約560L。
3 管道內(nèi)積水清理方案
在此次來水過程中由于復(fù)線來氣大部分氣量來自氣田
工坪氣區(qū)，管線直接匯入澀寧蘭復(fù)線外輸匯管，極大的中和了
其余含水來氣。因此復(fù)線來氣基本沒有含水，18 日早晨，為了
確保受此次來水影響較嚴(yán)重的1# 壓縮機(jī)內(nèi)部件的安全，起
動1# 機(jī)組帶載運(yùn)行，單獨(dú)為復(fù)線增壓。一方面檢查復(fù)線管道
內(nèi)是否有余水，另一方面利用復(fù)線較干凈的氣質(zhì)盡快帶走站
內(nèi)管線積水，并清潔干燥1# 壓縮機(jī)內(nèi)零部件。同時(shí)組織人員
檢查在用路1、2# 壓縮機(jī)干氣密封濾芯，1、2# 機(jī)組燃料氣排
污，主復(fù)線第二路臥式分離器濾芯抽檢；主復(fù)線臥式分離器
手動排污，主復(fù)線聚結(jié)器、旋風(fēng)分離器液位計(jì)、12 座干線截?cái)?
閥手動排污；用內(nèi)窺鏡檢查1、2# 燃?xì)廨啓C(jī)燃燃燒室及動力
透平葉片。
為盡快排出管道內(nèi)積水，恢復(fù)正常供氣，根據(jù)現(xiàn)場工藝及
輸氣過程原理，站內(nèi)反復(fù)討論研究匯報(bào)至各方協(xié)商，本次排水
主要采取了以下幾種方案：
方案1 ：聯(lián)系氣田持續(xù)增高主線輸量及進(jìn)站壓力，依靠井
口壓力向下游供氣，帶出主線管道內(nèi)積水，發(fā)現(xiàn)聚集器排水量
不明顯。為檢查主線進(jìn)站管道內(nèi)是否有積水。11 月20 日9 時(shí)50
分，將1# 機(jī)組切換至主線增壓運(yùn)行，運(yùn)行1 小時(shí)后，主線分離
器液位計(jì)高報(bào)警，現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)管道積水很多，立即停運(yùn)1#
機(jī)組，確保機(jī)組安全。
方案2 ：與北調(diào)、氣田、蘭州輸氣分公司生產(chǎn)科協(xié)調(diào)溝通，
澀北機(jī)組單線單機(jī)給復(fù)線增壓，主線通過壓力越站向下游輸
氣。羊腸子溝主復(fù)線隔離輸送，機(jī)組專為主線增壓，提高管道內(nèi)
流速，帶出管道積水，澀北首站主要負(fù)責(zé)來水?dāng)r截排污，防止積
水進(jìn)入下游管線。經(jīng)過12 小時(shí)的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)排水效果不佳。
方案3 ：雙線分離運(yùn)行，單機(jī)專為主線增壓，提高管道內(nèi)流
速，增強(qiáng)排水效果，通過20 日1 小時(shí)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)效果明顯，但運(yùn)行
時(shí)間較長，并且需采用液氮車保護(hù)干氣密封運(yùn)行，成本費(fèi)用昂
貴。通過與氣田溝通掌握情況，分析主線進(jìn)站管線內(nèi)可能還存
在很多的積水，長時(shí)間運(yùn)行壓縮機(jī)損壞設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)較大，且大量
來水進(jìn)入站內(nèi)管道，日后吹掃干燥難度很大。另一方面排污系
統(tǒng)承受能力有限，排污池容量受限，無法承載。綜合各方原因，
最后放棄了此方案實(shí)施。
方案4 ：站內(nèi)根據(jù)2008 年“8·18”來氣含水事件處理經(jīng)
驗(yàn)判斷，當(dāng)時(shí)站內(nèi)管道動火，焊接低點(diǎn)排污管線，放空時(shí)發(fā)現(xiàn)
火炬有水柱噴出，決定請示北調(diào)，蘭州分公司主管領(lǐng)導(dǎo)，與氣
田協(xié)調(diào)，嘗試主線停止供氣，關(guān)閉氣田五號站至澀寧蘭管道主
線的出站閥門。氣田流程切換完畢后通知首站，首站關(guān)閉閥門
XV1201、XV1202 、XV1203，打開XV1600，關(guān)閉XV1602。首站
流程切換完畢后通知?dú)馓镂逄栒緦馓镏翝瓕幪m首站主線的
管段進(jìn)行放空。由于澀北首站地勢比氣田五號站高約5 米，選
取5# 站放空可能效果更佳。排出放空此管段內(nèi)的天然氣，利
用壓力反沖原理使管道內(nèi)的氣流產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象，水氣混合一并
將聚集在這段低洼管段的水全部排出( 需拆除放空管前的阻火
器，增大排放量，使排放氣流順暢)。從此次排水結(jié)果發(fā)現(xiàn)排水
效果良好。此方案需要說明的兩個(gè)問題：
(1) 由于氣田放空口在超聲波計(jì)量后，因此涉及雙方補(bǔ)氣
事宜，為減少影響環(huán)節(jié)，避免估算不準(zhǔn)確問題，雙方協(xié)商采取充
壓時(shí)不計(jì)量原則，充至放空前管線壓力。
(2) 為什么首站不直接關(guān)閉進(jìn)站閥，而關(guān)閉壓力越站閥采
取放空供氣不同流程，主要考慮放空結(jié)束后積水沒有完全排
出，可通過主線回流閥，將出站壓力反供至氣田，再次吹掃管道
內(nèi)積水；另外氣田在充壓時(shí)，切換導(dǎo)通站內(nèi)旋風(fēng)，聚結(jié)分離器，
通過氣田再次反吹排放管道內(nèi)積水，經(jīng)過分離器排出。
4 排水效果的驗(yàn)證
防止殘留在管道內(nèi)的少量液態(tài)水，在增壓過程中迅速進(jìn)入
管道，無法瞬間排出，可考慮采用穩(wěn)步可靠的辦法逐步檢驗(yàn)。
首先將未增壓管道的進(jìn)口與增壓管道進(jìn)口并通，運(yùn)行數(shù)
小時(shí)觀察分離器液位變化情況。若無明顯增加趨勢后，再將壓
縮機(jī)切換至存在液態(tài)水管的道，單線隔離增壓運(yùn)行。觀察分離
器液位有無增加跡象，若無明顯變化，說明管道內(nèi)的積水完全
排出。
5 結(jié)語
通過此次氣田來氣含水量超標(biāo)事件的應(yīng)對及處理措施，結(jié)
合現(xiàn)場工藝及輸氣過程原理，將幾種方案測試對比檢查發(fā)現(xiàn)，
放空存在液水管段內(nèi)的天然氣，利用壓力反沖原理使管道內(nèi)的
氣流產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象，水氣混合一并將聚集在這段低洼管段的水
全部排出的方法，操作可靠，風(fēng)險(xiǎn)性小，費(fèi)用低，耗時(shí)短，能夠徹
底排遣出管道內(nèi)積水，排水效果良好。這也為今后清理管道內(nèi)
積水和應(yīng)對處置上游天然氣含水量超標(biāo)提供了可借鑒的寶貴
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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