集气站自动排污系统优化

赵尹琛 马国华 牛振群 王婷娟

【摘要】目前集气站排污系统采用了电动球阀排污及疏水阀排污，随着这些设备的使用，减轻了员工的劳动强度。使用几年来，我区在这两方面做了大量的工作，取得了一些成效，但还存在不足之处，本文对集气站目前所用的排污系统存在的问题，提出了建议和改进。

【关键词】电动排污 疏水阀 分离 自动

1 设备现场使用情况及存在问题

1.1 电动排污系统

1.1.1 电动球阀排污原理及现状

电动球阀排污，由差压液位变送器、PLC控制、电动球阀及排液管三部分组成，是一个简单的单回路控制系统，分高低液位控制和排液时间控制两种方式。集气站现场使用的电动球阀有美国Bray 和德国Auma 两种，使用综合比较Bray优于Auma。

1.1.2 电动排污系统存在问题

（1）电动执行机构卡死。

在使用过程中，易出现电动执行机构定位螺栓卡死现象。此问题在Auma电动球阀上比较常见，如表1所示，在冬季生产高峰时在产液量较大的榆9站出现较为频繁，大约为40天。

（2）电动球阀阀座内漏。

在使用过程中，由于各分离器排污主要依靠电动球阀排液，部分产液量大的集气站电动球阀使用较频繁，在排污过程中有大量固体杂质颗粒频繁冲刷电动球阀阀芯密封圈，造成阀座内漏，导致电动球閥停用。使用的排污阀座为整体阀座，不能单独更换密封圈，需整体更换，增加了员工劳动量及运行成本。如表2所示：榆9站、榆11站为冬季生产高分期时产液量较多的站，阀座平均使用周期为30天。

1.2 疏水阀排污系统

1.2.1 现场疏水阀的排污原理及现场使用情况

疏水阀排污为马桶原理，通过下图可以及看出当液位足够高时浮球组F上升，从而带动连杆G向上移动，连杆拉动阀嘴H开启阀嘴H起到排液的效果。当液为下降连杆G带动阀嘴闭合，排液结束。目前集气站主要使用TSS43H和KTSS43H两种型号的疏水阀。

1.2.2 疏水阀排污系统存在问题

在实际生产中疏水阀在运行过程中易发生阀嘴被杂质堵塞，导致疏水阀排污失效。

2 分析原因及改进措施

2.1 电动排污系统故障原因及改进措施

2.1.1 电动排污系统故障原因

（1）电动执行机构卡死：由于部分集气站为AB控制卡件，监控电脑设置排液时间过短，造成突然产液量加大时，不能及时将液排出，导致电动排液与手动排液交叉使用，致使执行机构卡死。

（2）阀座内漏：在生产高峰期时对于产液量较大集气站，频繁使用电动球阀排污，对阀座的使用寿命造成一定影响。

2.1.2 电动排污系统改进措施

（1）延长电动执行机构卡死周期，方法一：AB控制系统的两座集气站，对产液量较大的榆9站与产液量较小的榆10站电动球阀进行互换调整，将榆9站全部换成使用效果较好的Bray球阀，榆10站除生产分离器外，全部换为Auma球阀。方法二：根据计量分离器平均日产液量，重新设定各分离器排液参数，减少电动、手动交叉使用频次，调试后球阀开关频次由调试前的平均8次/天，降至6次/天。

由于实际中有一定实验系数K，所以流量式如下：

（2）延长阀座使用周期，方法一：优选阀座材质，将以前聚乙烯材质密封圈的阀座，更换为陶瓷材质密封圈的阀座。方法二：合理设定排液时间及高低液位，减少电动球阀阀座开关频次，减缓阀座密封圈磨损，延长阀座使用时间。

2.2 疏水阀排污系统故障原因及改进措施

2.2.1 疏水阀排污系统故障原因

闪蒸分液罐疏水阀排污时，由于带压气体通过闪蒸分液罐已排空泄压，在阀体内的含杂质污水需依靠自流压力进行排污，杂质密度大于污水密度，在阀体内底部形成沉淀，久而久之杂质沉淀高度高于排污阀嘴高度，最终导致阀嘴堵塞，排污失效。多出现在日产液量大于7方的集气站，故障周期大约为30天。

综上所述，影响闪蒸分液罐疏水阀不能正常排液的主要因素有以下几方面：

（1）疏水阀阀嘴、阀芯较小，排液量较大时，不能及时将液排出；

（2）阀嘴、阀芯堵塞，导致排污失效；

（3）阀嘴开口不足，导致排液不及时；

（4）集气站产液量较大（不可变因素）；

（5）清理周期不合理，导致疏水阀阀体内长期沉淀污物不能及时排出。

2.2.2 疏水阀排污系统改进措施

（1）对疏水阀进行彻底清洗，方法一：拆卸疏水阀上盖，对阀体内部进行清理。优点：能将阀体内部杂质彻底清除，并对疏水阀浮球和阀芯等重要设备进行维护保养；缺点：操作复杂需对阀体保温和阀盖进行拆卸及恢复，工作量大，班站员工不能自行完成，需运行组协助完成。方法二：通过疏水阀冲洗口注水，对阀体内部进行清理。优点：操作简单，不需拆阀或切换流程，集气站员工可自行完成操作；缺点：不能将阀体内部杂质彻底清除 。

（2）扩大阀嘴孔径、对阀芯排液槽开大，对于产液量大于7方的集气站，造成排液不畅的现象，在保证阀嘴密封的前提下，扩大阀嘴孔径，根据日产液量对阀芯排液槽开大。

阀嘴大小与流量的关系：

3 实施效果评价

（1）电动排污系统维护周期大幅延长，由之前的35天，延长到120天，有效减少员工劳动强度。

（2）疏水阀排污系统维护周期大幅延长，由之前的30天，延长到90天，有效减少员工劳动强度，降低维修频次。

（3）优化改造后，未出现排污作业时，气液同时从火炬排放到大气中的现象，有效杜绝环境污染风险。

（4）根据更换疏水阀的成本来算，共节约资金 =3×5=15（万元）。

（5）疏水阀的有效排液率从40%提高到95%

4 建议及结论

（1）根据气井产液量合理设定排液时间及高低液位，减少电动球阀交叉开关频次，减缓阀座密封圈磨损，延长电动球阀维护周期。

（2）经过排污系统优化，疏水阀更换新阀嘴，已达到增加阀嘴流量，加大疏水阀排污能力的目的，下步准备全区推广应用。

（3）通过制定集气站闪蒸分液罐疏水阀维护制度，已保证疏水阀正常运行，下步将继续优化执行。

（4）通过排污系统优化，有效杜绝环境污染风险，下步将继续推广应用。

参考文献

[1] 张建华，牛天军，罗长斌，张建忠，天然气疏水阀在长庆气田的运用[J].石油化工应用，2006，（01）

[2]天然气疏水阀说明书.2004，4