本文概述：

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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(gè)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(huì)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不徹底、液位測(cè)試不便等問題都屬于常見問題，本文針對(duì)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(cè)試裝置，過強(qiáng)化設(shè)備檢維修措施消除泄漏點(diǎn)，對(duì)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(jiǎn)易液位測(cè)試裝置以便開展過濾分離器液位測(cè)試。經(jīng)過實(shí)際測(cè)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(chǎng)運(yùn)行過程中會(huì)使輸送設(shè)備、管道、閥門等產(chǎn)生磨損、腐蝕、甚至堵塞，對(duì)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(chǎng)的**應(yīng)用，天然氣在輸送過程中，這些臟污介質(zhì)會(huì)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(duì)儀表計(jì)量準(zhǔn)確度的影響逐漸增大。川氣東送輸氣站場(chǎng)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(shí)也對(duì)下游用戶的氣質(zhì)保證起著至關(guān)重要的作用。本文針對(duì)川氣東送輸氣站場(chǎng)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(duì)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

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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*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(shí)會(huì)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(huì)引起燃?xì)膺^濾器壓差的增加，當(dāng)壓差上升到規(guī)定值時(shí)（從壓差計(jì)讀出），說明濾芯已被嚴(yán)重堵塞，應(yīng)該及時(shí)更換。
 
　　2 運(yùn)行現(xiàn)狀

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在輸氣站場(chǎng)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(tái)臥式過濾分離器，運(yùn)行時(shí)通常采用一用一備方式運(yùn)行，氣量需求高峰時(shí)段達(dá)到單臺(tái)處理量時(shí)兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行以滿足用戶氣量需求。過濾分離器在整個(gè)輸氣站場(chǎng)工藝流程中通過法蘭與管道相連，同時(shí)上下游均設(shè)置球閥（見圖1），其中下游球閥與電動(dòng)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完全開啟狀態(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(duì)于過濾分離器切換有兩種方式：一種是手動(dòng)模式，另一種是自動(dòng)模式。在手動(dòng)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(dòng)模式下電動(dòng)閥產(chǎn)生事故關(guān)斷時(shí)，則報(bào)警并自動(dòng)選擇備用設(shè)備，打開備用支路的電動(dòng)閥，關(guān)閉當(dāng)前支路的電動(dòng)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(dòng)完成，不需人為干預(yù)。
 
　　3 運(yùn)行與檢修作業(yè)中的問題

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　　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(shí)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(shí)在日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中，也常會(huì)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(xiǎn)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(chǎng)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*先應(yīng)將進(jìn)出口球閥關(guān)閉，然后再對(duì)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(chǎng)在對(duì)過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q時(shí)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)，不能徹底吹掃干凈。
 
　　3.3 液位測(cè)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(shí)，輸氣站場(chǎng)都要對(duì)排污罐及過濾分離器磁翻板液位計(jì)進(jìn)行液位測(cè)試，而目前磁翻板液位計(jì)液位測(cè)試都要從液位計(jì)頂部注水測(cè)試，檢查液位計(jì)是否工作正常。而從液位計(jì)頂部注水時(shí)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(shí)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(cè)試帶來困難。


 
　　4 解決方法

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4.1 強(qiáng)化維護(hù)措施消除泄漏點(diǎn)快開盲板維護(hù)時(shí)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(shí)更換密封圈。同時(shí)在對(duì)快開盲板進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，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(shí)檢查盲板頸的內(nèi)部和門在關(guān)閉時(shí)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(shí)做好設(shè)備日常巡檢工作，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，應(yīng)及時(shí)處理，消除安全隱患。
 
　　4.2 改進(jìn)氮?dú)庵脫Q操作方法
　　針對(duì)過濾分離器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q檢維修作業(yè)時(shí)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(shí)，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)饣旌希幌♂尯蟮牟僮骺刹捎萌缦掠?jì)算式表示（假設(shè)純氮?dú)猓?br /> 　　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(duì)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(cè)氣體或蒸汽的爆炸下限大于或等于4% 時(shí)，其被測(cè)濃度應(yīng)不大于0.5% （體積分?jǐn)?shù)）。因此對(duì)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**** （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(shí)間需求及工作量承受范圍選取。
 
在進(jìn)行氮?dú)庵脫Q時(shí)，主入口與排放口的位置選取同樣重要，對(duì)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(cè)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不徹底。
 
4.3 液位測(cè)試簡(jiǎn)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(duì)這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)一套磁翻板液位計(jì)液位測(cè)試裝置（見圖3），該測(cè)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(cè)試時(shí)，測(cè)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(cè)試裝置與磁翻板液位計(jì)就形成了連通器，通過測(cè)試裝置的漏斗加水測(cè)試，快速有效。


 
　　5 效果及評(píng)價(jià)

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通過上述對(duì)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(chǎng)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)域引起的置換不徹底；通過制作液位測(cè)試簡(jiǎn)易裝置，能快速有效地對(duì)磁翻板液位計(jì)進(jìn)行液位測(cè)試，消除了通過頂部針型閥進(jìn)行測(cè)試的不便。過濾分離器作為輸氣站場(chǎng)重要的氣質(zhì)凈化設(shè)備，直接關(guān)系到站場(chǎng)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。基于以上對(duì)過濾分離器出現(xiàn)問題的分析研究，筆者提出以下四點(diǎn)建議：
 
　　（1） 隨著設(shè)備長時(shí)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(shí)做好備品備件的儲(chǔ)備工作。
 
（2） 對(duì)過濾分離器檢維修作業(yè)需要實(shí)施氮?dú)庵脫Q操作時(shí)，采用壓力循環(huán)置換法進(jìn)行置換較徹底，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(shí)間及工作量適當(dāng)選??；同時(shí)氮?dú)庵脫Q前應(yīng)需做好球閥內(nèi)漏測(cè)試工作，消除內(nèi)漏而導(dǎo)致的置換不徹底現(xiàn)象。
 
　?。?） 目前在對(duì)川氣東送輸氣站場(chǎng)較多的過濾分離器進(jìn)行充壓操作時(shí)，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(shí)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。

　　（4） 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(cè)試。