相国寺储气库除油器运行效果分析

2019-05-16李雪源冷海默禹贵成刘真志

石油管材与仪器 2019年2期

李雪源，雷达，冷海默，禹贵成，刘真志，尹浩

(中石油西南油气田分公司储气库管理处重庆 401121)

0 引言

相国寺储气库功能定位为中卫至贵阳季节调峰、事故应急、战略应急供气及川渝地区季节调峰、事故应急供气。储气库压缩机主要作用于注气和应急大气量采气，在压缩机后端出口天然气中，夹带着的润滑油蒸汽，注入地下会污染地层，降低其渗透率，造成注入压力逐渐增高，为减少地层污染必须将这些油蒸汽脱除[1]。为确保除油效果，需要对除油器进行运行效果检验分析，并做好除油器监控管理，以确保储气库安全平稳运行。

1 基本情况介绍

1.1 相国寺储气库除油器运行现状

相国寺储气库共有8台4 000 kW的电驱往复式压缩机，注气规模为81～1380×104m3/d，运行压力13.2～28 MPa，后置除油器为加拿大PROPAK产品，尺寸Φ457 mmID×2 921 mm；使用设计温度不超过70 ℃；设计压力35 945 kPa。运行时间由9 413～13 528 h不等。单个除油器日处理量达160～190×104m3/d，每台压缩机组日耗油量44 L，而在生产运行期间排污量与润滑油消耗量存在很大的差值，经过估算从2013年投运至今大约46吨润滑油进入下游管网和注采井。又因注气流程中无“清管器收发装置”等清理管线内污物的设备和条件，如长期以往必将对地层的渗透率，井筒输送能力，脱水工艺和注气管网的输送效率造成影响。现已在集注站注气球阀和注采站井口装置中发现大量润滑油。

1.2 除油器工作原理

由图1、图2可知，压缩天然气从除油器罐体中部进入，内进外出经过6组过滤滤芯后，从上方孔排出。过滤滤芯滤层材料为聚酯纤维，在气体流动穿过过程中将0.1 μm的极小油雾聚结成较大油珠，沉降到下部筒体，由排污阀排出。

图1 除油器结构示意图

图2 除油器内部过滤滤芯固定位置

2 除油器运行效果分析

2.1 除油效果监测评估

进除油器前端天然气中润滑油含量的浓度一般在每立方米二十毫克以下，由于天然气组成成分复杂，无法通过直接测定的方法来定量检测，需要预先对天然气进行油分取样，随后对油分样本使用红外分光光度法等方法进行计算，从而得到天然气的油含量[2]。

为了更精确检测现场天然气含油量，保证取样安全有效，采用两级减压后进行天然气取样，实时记录取样管线流速及流量，同时为避免管壁内依附的润滑油进入取样管线影响取样准确性，取样管应插入管道中部；取样管下方安装进气开关、一级减压阀、二级减压阀、放空阀、取样滤膜与流量计。在除油器出口管道以同样方式安装取样实验装置。

除油器前端减压取样实验方案如图3所示，经过压缩机组增压后的高压天然气进入主管道，主管道出口端与除油器连接，取样管安装于主管道中部,如图4所示。

在除油器前后两端以相同方式安装油分取样装置并同时采集，使用相同方法测定并对比除油器前后端高压天然气的油含量，以此来评估除油器的除油效果。图5是除油器前后端取样点安装图。

图3 减压取样实验方案

图4 取样管取样位置(管道中部)

图5 除油器前后端取样点

根据上述测试流程，相关测试在下述工况条件下进行检测，表1为检测工况，表2为检测结果。图6为除油器进出口含油检测结果对比图。

表1 除油器含油检测工况统计表

表2 除油器含油检测结果统计表

注：1 ppm=0.001‰

图6 除油器进出口含油检测结果对比图

从上述中可以得出：除油器在该测试工况运行条件下，除油器除油效率较低，通过除油器后的压缩天然气含油量较高，最小值为7.7 ppm，最高值为12.1 ppm，远超除油器技术协议规定的4 ppm，检测结果表明除油器出口端含油量超设计指标2～3倍。相国寺储气库单台压缩机组每天消耗润滑油44 L，增压处理气量160×104m3，通过计算每方天然气含油量为12.0 ppm，与检测结果比较接近，检测结果可靠。