天然气处理厂净化风系统改进及安全运行评价

景 元，王 莉，高好洁，吕 霞

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西 西安 710065）

榆林天然气处理厂内设置空氮站一座，现有空气压缩机三台，制氮系统一套，主要为处理厂内各设备设施提供非净化空气、净化空气及氮气。非净化空气用于装置检修、吹扫用气，净化空气主要用于生产装置及仪表风等用气，氮气主要用于开停工置换及保护用气。

榆林天然气处理厂是长庆气田向北京及华北地区输气的咽喉及枢纽，外输气量占长庆气田产气量一半以上，场站内阀门基本采用气动控制，进行远程操作。

1 净化风系统工艺流程

空氮站设置三台螺杆式空压机与三套吸附式干燥系统，日常采取两用一备的运行方式，可同时供净化空气、非净化空气及制氮用压缩空气。

净化风系统是利用压缩机对空气增压，进行除尘、除油、除液后进入净化风汇管，随后进入两具40 m3净化风储罐，为天然气处理区、集配气区以及第一、第二末站提供稳定净化风[1]，确保各个控制阀安全可靠（图1）。

图1 净化风系统工艺流程图

由于近年来榆林处理厂连年改扩建，加之上古处理总厂天然气压缩机系统投运，日常净化风需求量随之增大，因此将处理厂净化风系统与第二末站净化风系统串联，启用第二末站大功率压缩机机组对榆林处理厂、第一、第二末站提供稳定净化风，处理厂区域压缩机单独为氮气系统提供压缩空气（图2）。

图2 改扩建后净化风系统工艺流程图

2 运行存在问题及原因分析

在日常生产过程中，由于天然气压缩机的连续运行，存在压缩机皮带松动断裂、压缩机失电停机等故障，导致净化风系统压力降低的现象，出现多次气动阀门异常运行的现象，造成锅炉停气、火炬放空、进站截断阀缓慢关闭，存在较大的安全运行风险，尤其影响为北京及华北地区的安全平稳供气。

对净化风系统进行系统分析发现，导致上述安全运行事件主要存在以下两个方面：

2.1 空气压缩机运行故障

由于空气压缩机连续运行，电机、皮带、润滑系统均存在不同程度的老化，压缩机停机后员工发现、维修不及时，引起净化风系统失压，导致上述安全事件出现。

2.2 净化风工艺设计不合理

由于日常净化风需求量增大，目前采用第二末站大功率压缩机机组对榆林处理厂、第一、第二末站提供稳定净化风，处理厂区域压缩机单独为氮气系统提供压缩空气。但是由于工艺设计不合理，两组不同型号、功率的空气压缩机产生的净化风压力不同，为了避免因为第二末站净化风与处理厂压缩机压力不匹配影响处理厂制氮系统运行稳定，进而影响处理厂甲醇、气田采出水、轻烃等储罐的安全运行，因此将阀1、阀2、阀3 进行关闭（图2），第二末站净化风来气未进入处理厂区域净化风储罐，直接通过管线对各个区域进行供风。

由于没有净化风储罐的储备，一旦第二末站压缩机出现故障，则整个净化风系统迅速失压，各个阀门随即出现异常运行。

3 净化风系统改进措施

3.1 加强压缩机维护保养

针对空气压缩机运行，制定详细的定期维护保养制度，确保空气压缩机运行的安全可靠，并加强生产监控，发现异常，立即采取措施，投运备用压缩机。

3.2 优化现有工艺流程

对现有工艺进行优化，将第二末站净化风引入两具40 m3净化风储罐，关闭阀2、阀3、阀6，同时将阀1、阀4、阀5 打开，将第二末站净化风与处理厂净化风进行隔离；如第二末站净化风系统存在问题，只需就近打开阀2、阀3、阀6，关闭阀4、阀5（图3），保障整个净化风系统安全可靠运行[2-3]。

图3 优化后净化风系统工艺流程图

4 结论

（1）制定详细的定期维护保养制度后，净化风系统压缩机、干燥机等运行可靠性有所提升，但是由于连续20年的生产运行，净化风系统各设备在生产过程中仍然会出现不同程度的设备故障，影响净化风系统的稳定供风。

（2）通过工艺管线改造优化，将两具40 m3储罐更加科学合理的应用在日常生产中，处理厂及第一、第二末站净化风系统供气平稳，压力稳定。

（3）空气压缩机因故障或者地方供电失电停机后，由于有两具40 m3储罐的净化风储存气，系统压力降低缓慢，极大保障处理厂、第一、第二末站各关键阀门、设备设施的正常运行，为员工应急处理故障赢得宝贵时间，降低了日常运行安全风险，提高净化风系统容错率，为榆林天然气处理厂安全运行、为北京及华北地区平稳足额供气提供可靠安全保障。