脱水撬吸收塔故障分析及解决措施

田晓龙 郑强 李二洋 李梦洁

(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂,陕西 西安 710021)

脱水撬吸收塔故障分析及解决措施

田晓龙 郑强 李二洋 李梦洁

(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂,陕西 西安 710021)

天然气采气作业中，脱水撬可有效除去天然气中的大部分水分，延缓管道内壁腐蚀，提高管线输送效率，因而某采气单位大量运用了天然气脱水撬。但是由于脱水撬使用年限的增加，脱水撬吸收塔故障也陆续暴露出来，继而影响了脱水撬的正常运行。本文根据某采气单位脱水撬吸收塔运行过程中出现的问题，采用排除法分析脱水撬吸收塔的故障原因，针对吸收塔内部结构提出了预防降液管堵塞的检修措施和吸收塔的改造设想。

脱水撬；吸收塔；降液管；丝网捕雾器；清洗堵头

含硫天然气在集气站内经过滤分离后送入脱水撬，先经吸收塔底重力分离段脱除一部分游离水，向上经塔底捕雾丝网初步气液分离，然后自下而上在吸收塔泡罩塔盘上与塔顶部进入的浓度约99.5%（wt）三甘醇贫液逆流接触，天然气中的饱和水被脱除。脱水后的干气经塔顶捕雾丝网后稳压出吸收塔，进入输气管线。

1 脱水撬吸收塔故障分析

根据现场解剖，对吸收塔内部构造进行测绘分析，判断为以下因素导致吸收塔降液管堵塞：

（1）丝网捕雾器破损

通过现场解剖来看，吸收塔内部除富液集液箱和从上往下第8层塔盘内堆积锈渣和泥沙等物质较多以外，其余塔盘只存在少量的锈渣。说明脱水撬吸收塔塔底丝网捕雾器破损后，造成天然气携带的大量泥沙、铁锈等杂质经过升气管和第8层塔盘时，经过两次气流方向的改变起到了分离作用，分离出的杂质堆积在富液集液箱和第8层塔盘上，造成降液管堵塞。

（2）降液管本身存在制造缺陷

根据设计图纸可知每个降液管进液口高出塔盘65mm,出液口距下层塔盘高度为25mm。通过现场对降液管进行测量，每个降液管进液口高出塔盘70mm，出液口距下层塔盘高度为20~ 25mm，但堵塞的降液管出液口离塔盘高度只有5mm，降液管出液口离塔盘距离过短也是造成降液管堵塞原因之一。

（3）不合理的清洗方式造成降液管堵塞

根据吸收塔构造和现场解剖分析，每层塔盘和富液集液箱都留有清洗堵头，清洗堵头从上至下一字排列，堵头位于塔盘上方30mm的位置。降液管左右对应，部分塔盘降液管与清洗堵头正对，集气站检修作业时对吸收塔塔盘逐层进行清洗，根据清洗堵头与塔盘高度判断分析，清洗时高压水直接冲击塔盘泡罩顶部，根本无法将塔盘内的泥沙、锈渣等杂质冲出塔盘。

2 脱水撬吸收塔改造设想

（1）脱水撬吸收塔塔底丝网捕雾器改造

所建模型针对特定的站，假定单位时间内进入吸收塔的天然气量变动不大，天然气温度变化不大，天然气单位体积内泥渣含量和水分含量基本不变，粒度小于丝网捕雾器孔隙度的泥渣、水分通过单层丝网捕雾器的概率、不变，吸收塔吸收泥渣和水分的效率、不变，底部所有丝网捕雾器或者顶部丝网捕雾器破损之后就换新的丝网捕雾器。

丝网捕雾器可分离直径大过3～5um的颗粒，装填成盘后的孔隙率95%～99%，丝网捕雾器主要是靠惯性碰撞除雾，除雾效率计算式：

式中：计算得含水量约为0.0140g/m3，计算得吸收效率约为。计算结果只是理想情况，与真实值有一定的偏差，假设偏差因子为Z，则可较为准确的得出真实值。

（2）脱水撬吸收塔清洗堵头改造

脱水撬吸收塔故障原因分析，得出普帕克脱水撬吸收塔清洗堵头存在设计不合理缺陷。清洗堵头从上至下一字排列，堵头位于塔盘上方30mm的位置。降液管左右对应，其中由上至下第1、3、5、7层塔盘的降液管出液口处在清洗孔的旁边约30°位置，用水枪冲洗时，可以将出液口附近杂物冲开，防止降液管堵塞。第2、4、6、8层塔盘的降液管出液口处在清洗孔的对面，用水枪冲洗时，容易造成杂物堆积在出液口，进而堵塞降液管。

3 结语

通过对30万方普帕克吸收塔解体维修，让我们对吸收塔的内部构造有了更深一步的了解。依据这次检修得出以下结论：传统的检修方式容易造成吸收塔降液管堵塞，由于普帕克各个型号吸收塔内部结构相同，所以针对各个型号的普帕克吸收塔，检修时，只能冲洗第1、3、5、7层塔盘。只进行清水热循环溶解去除内部集聚的结晶盐；捕雾丝网的功能能够过滤天然气中的凝结水以及固体颗粒和机械杂质，还起到一定的除沫作用，为了确保吸收塔的正常运行，应尽可能的保证吸收塔内部捕雾丝网的完好；根据吸收塔的内部结构判断分析，吸收塔处于封闭状态，内部机械杂质根本无法在清洗的过程中有效去除，而机械杂质会随着脱水撬的运行被天然气持续带入塔盘，随着气田开发生产年限的增加，塔盘内部堆积的杂质会越来越多，吸收塔堵塞故障将会陆续出现；对解体的普帕克和国产吸收塔内壁进行检查，发现吸收塔内部除捕雾丝网破损外，其余构件完好，设备本体以及内壁比较光滑，无明显腐蚀，根据脱水撬所辖气井硫化氢、二氧化碳单井最高含量分析，可以判断，目前我厂在用的同一批投产的普帕克和国产脱水撬吸收塔均可以继续长期安全使用；通过现场解体检查发现吸收塔内部除第8层塔盘和富液集液箱堆积杂质较多，其余塔盘表面均比较干净，建议在以后出现吸收塔故障整改时，首先检查第8层塔盘和富液集液箱

本文提出的脱水撬吸收塔改造设想，因为数据不精确，计算结果有一定偏差，所以接下来的工作可针对这个设想，首先收集数据，进一步验证其可行性，其次改造一个站的吸收塔，通过实践验证，最后推广改造。

[1]李龙，田建峰，张耀刚，等.撬装天然气脱水装置运行中常见问题分析及对策[J].石油化工应用，2001，26（3）：40～42.

田晓龙（1987-）男，汉族，甘肃庆阳人，助理主办，主要从事人力资源管理工作。