含硫气田水闪蒸气硫粒自动装袋技术

1.目的

四川盆地安岳气田龙王庙组气藏含硫天然气在集输过程中的气液分离阶段，由于压力变化会解析出一部分溶解在水中的气体，该气体饱含硫化氢、甲硫醛等有害物质，俗称为闪蒸气，需集中处理后排放。磨高地区主要采用液相氧化还原方式处理闪蒸气，该方式脱硫率高、潜硫量适应范围广、药剂可再生利用，但会产生大量的副产物硫粒，需要通过人工操作进行装袋，存在较大的劳动强度和安全风险，无法实现无人值守。为提高硫粒脱除效率，实现自动装袋，笔者开展了硫粒自动装袋技术研究。

2.方法

液相氧化还原工艺分为脱硫、溶液再生、硫磺脱除等步骤，装置较为复杂，其中硫磺脱除需要人工操作。笔者利用自动感应称重技术，设计了一套硫粒自动装袋系统（图1）。该系统主要包括自动装袋机械装置、数据采集设备、控制系统和监控系统四个部分。在硫粒装袋前，首先在系统中输入需要装袋的重量和电机转动角度，并将输入量与传感器检测得到的料框重量、位置数据、出料阀状态进行对比，若数据满足条件，由PLC控制器处理后发出指令进行装袋作业。当硫粒装满且出料口关闭的情况下，驱动电机转动，经过齿轮传动带动装料转台转动，当转台转动到下一料框并对准出料口时，电机停止转动，开始下一料框装袋，由此实现硫粒自动装料。

图1 含硫气田水闪蒸气硫粒自动袋装系统示意图

其中，机械结构件主要包括装料转台、底座、料框、电机驱动齿轮、称重台等。转台直径为1.8 m，只需要安装一个称重传感器就可实现所有装袋称重。以较为简洁的结构，实现了硫粒大容量、长时间的高效自动装袋。

本系统在龙王庙集气东站进行试运（图2），试验结果显示该装置一次性可装硫粒12袋，容量45 kg/袋，运行时装置通过自动感应旋转实现自动装袋作业，当转台上所有料框装满时，由系统自动上报信息，提示工作人员换袋。员工无需每次间隔2～4小时换一个口袋，只需要在2～3天后对装袋好的硫粒进行处理。试验过程中其机械装置、控制系统联合动作，均运行正常。

图2 集气东站硫粒自动装袋现场应用

3.作用和效果

硫粒自动装袋系统设备成本约6万元/套，节约人工240天/年×400元/（人·天·套）=9.6万元/套，单套装置年节约成本约3.6万元。根据计划安排，2022—2023年预计在川中油气矿的近30套装置进行推广应用，预计年节约费用100余万元。此外，该技术还可在西南油气田乃至其他类似装置中进行推广，具有广阔的应用前景。

含硫气田水闪蒸气硫粒自动装袋技术的应用，大大减轻了操作员工的劳动强度和作业安全风险，提升了气田智能化管理水平，支撑了矿区场站无人值守工作的开展，保障了气井产能的发挥。