美国PEI公司开发天然气湿气管道积液自动清管系统



美国PEI公司开发天然气湿气管道积液自动清管系统

天然气集输管道系统主要用于将天然气气田中产出的天然气输往附近的天然气处理厂进行脱水、脱离和净化等工艺处理，使其物性参数满足长输天然气管道的工艺要求。气田产出的天然气往往含有重质烃、水分、硫化物和杂质，未经深加工的凝析气在管输过程中将产生凝析液，这种气体被称为湿天然气，湿天然气的管输属于气、液混相流范畴。对于湿气输送，随着凝析液的增加，管道的实际流通面积减少，动力消耗增加。随着时间的推移，管道中的凝析液的量越来越大，为降低管道输送气体的单位能耗，就必须在管道运行一段时间后实施清管。清管后与清管前相比，管道的实际流通面积增大，管输摩阻损失减少，单位气体的动力消耗也降低。所以清管是管道运行一段时间必须的作业。

球形清管球是最简单的清除积液清管器。分为实心和空心的两种，用于直径小于或等于DN100管道清管的球为实心球；大于DN100管道清管的球为空心球。

清管作业作为湿气管道系统重要的日常工艺操作，对于不同运行状态的管道，清管周期通常为每年一次到每月一次之间不等，是天然气站场管理运行中的一项非常重要的工作，相对繁重和危险，具有一定的安全隐患。美国Pipeline Equipment公司针对湿气管道清管作业，开发了管道自动清管系统，如图1所示。该系统为管道操作人员提供三种自动清管模式：

（1）手动发球：现场触发发球开关，实时启动清管作业；

（2）定时发球：设定发球时间和两次发球时间间隔，锁定后自动启动定时清管作业；

（3）远程遥控：接收来自控制中心的发球命令，自动完成清管作业，并向控制中心返回发球完成的信号。

图1 自动清管系统

自动清管系统采用全密封式筒体设计，用于截断和密封功能阀门只有在清管球通过的时候才会开启，节约了人力操作，减少了气体泄漏和阀门维护，同时降低了HSE（健康、安全和环境）风险。

控制系统方面，自动清管系统的自动控制系统采用带有人机界面功能（HMI）的可编程逻辑控制器（PLC），操作面板配有防爆外壳，安装在发球轨道旁的安全区域内，方便操作人员近距离操作。控制系统采用经过调压和过滤后的天然气作为气动控制发射器的动力源，如图2所示。

图2 防爆操作面板和气控调节器

清管系统的控制面板主要显示以下信息：时间、日期、管理员身份验证、可用清管球数量、发射器位置、清管球通过位置指示器、发球时间、下次发球时间、近期操作事件、故障事件报告（如果发生事故）。

自动清管系统提供两种清管方式，分别是：

（1）全自动发射球形清管器模式；

（2）可以手动清理、调整和放置内检测器的自动发球模式。

清管球发射台最多可以同时放置10个14英寸清管球或者8个16英寸清管球，并配有用于减轻装卸作业的劳动强度的工作平台。为了满足用户的使用需求，Pipeline Equipment公司配有专门的技术人员为客户提供技术指导和操作培训等技术支持服务。

祝悫智 编译自PEI公司官网