脫水撬吸收塔故障分析及解決措施

田曉龍 鄭強(qiáng) 李二洋 李夢潔

(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第一采氣廠,陜西 西安 710021)

脫水撬吸收塔故障分析及解決措施

田曉龍 鄭強(qiáng) 李二洋 李夢潔

(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第一采氣廠,陜西 西安 710021)

天然氣采氣作業(yè)中，脫水撬可有效除去天然氣中的大部分水分，延緩管道內(nèi)壁腐蝕，提高管線輸送效率，因而某采氣單位大量運(yùn)用了天然氣脫水撬。但是由于脫水撬使用年限的增加，脫水撬吸收塔故障也陸續(xù)暴露出來，繼而影響了脫水撬的正常運(yùn)行。本文根據(jù)某采氣單位脫水撬吸收塔運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，采用排除法分析脫水撬吸收塔的故障原因，針對吸收塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出了預(yù)防降液管堵塞的檢修措施和吸收塔的改造設(shè)想。

脫水撬；吸收塔；降液管；絲網(wǎng)捕霧器；清洗堵頭

含硫天然氣在集氣站內(nèi)經(jīng)過濾分離后送入脫水撬，先經(jīng)吸收塔底重力分離段脫除一部分游離水，向上經(jīng)塔底捕霧絲網(wǎng)初步氣液分離，然后自下而上在吸收塔泡罩塔盤上與塔頂部進(jìn)入的濃度約99.5%（wt）三甘醇貧液逆流接觸，天然氣中的飽和水被脫除。脫水后的干氣經(jīng)塔頂捕霧絲網(wǎng)后穩(wěn)壓出吸收塔，進(jìn)入輸氣管線。

1 脫水撬吸收塔故障分析

根據(jù)現(xiàn)場解剖，對吸收塔內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行測繪分析，判斷為以下因素導(dǎo)致吸收塔降液管堵塞：

（1）絲網(wǎng)捕霧器破損

通過現(xiàn)場解剖來看，吸收塔內(nèi)部除富液集液箱和從上往下第8層塔盤內(nèi)堆積銹渣和泥沙等物質(zhì)較多以外，其余塔盤只存在少量的銹渣。說明脫水撬吸收塔塔底絲網(wǎng)捕霧器破損后，造成天然氣攜帶的大量泥沙、鐵銹等雜質(zhì)經(jīng)過升氣管和第8層塔盤時，經(jīng)過兩次氣流方向的改變起到了分離作用，分離出的雜質(zhì)堆積在富液集液箱和第8層塔盤上，造成降液管堵塞。

（2）降液管本身存在制造缺陷

根據(jù)設(shè)計圖紙可知每個降液管進(jìn)液口高出塔盤65mm,出液口距下層塔盤高度為25mm。通過現(xiàn)場對降液管進(jìn)行測量，每個降液管進(jìn)液口高出塔盤70mm，出液口距下層塔盤高度為20~ 25mm，但堵塞的降液管出液口離塔盤高度只有5mm，降液管出液口離塔盤距離過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

根據(jù)吸收塔構(gòu)造和現(xiàn)場解剖分析，每層塔盤和富液集液箱都留有清洗堵頭，清洗堵頭從上至下一字排列，堵頭位于塔盤上方30mm的位置。降液管左右對應(yīng)，部分塔盤降液管與清洗堵頭正對，集氣站檢修作業(yè)時對吸收塔塔盤逐層進(jìn)行清洗，根據(jù)清洗堵頭與塔盤高度判斷分析，清洗時高壓水直接沖擊塔盤泡罩頂部，根本無法將塔盤內(nèi)的泥沙、銹渣等雜質(zhì)沖出塔盤。

2 脫水撬吸收塔改造設(shè)想

（1）脫水撬吸收塔塔底絲網(wǎng)捕霧器改造

所建模型針對特定的站，假定單位時間內(nèi)進(jìn)入吸收塔的天然氣量變動不大，天然氣溫度變化不大，天然氣單位體積內(nèi)泥渣含量和水分含量基本不變，粒度小于絲網(wǎng)捕霧器孔隙度的泥渣、水分通過單層絲網(wǎng)捕霧器的概率、不變，吸收塔吸收泥渣和水分的效率、不變，底部所有絲網(wǎng)捕霧器或者頂部絲網(wǎng)捕霧器破損之后就換新的絲網(wǎng)捕霧器。

絲網(wǎng)捕霧器可分離直徑大過3～5um的顆粒，裝填成盤后的孔隙率95%～99%，絲網(wǎng)捕霧器主要是靠慣性碰撞除霧，除霧效率計算式：

式中：計算得含水量約為0.0140g/m3，計算得吸收效率約為。計算結(jié)果只是理想情況，與真實(shí)值有一定的偏差，假設(shè)偏差因子為Z，則可較為準(zhǔn)確的得出真實(shí)值。

（2）脫水撬吸收塔清洗堵頭改造

脫水撬吸收塔故障原因分析，得出普帕克脫水撬吸收塔清洗堵頭存在設(shè)計不合理缺陷。清洗堵頭從上至下一字排列，堵頭位于塔盤上方30mm的位置。降液管左右對應(yīng)，其中由上至下第1、3、5、7層塔盤的降液管出液口處在清洗孔的旁邊約30°位置，用水槍沖洗時，可以將出液口附近雜物沖開，防止降液管堵塞。第2、4、6、8層塔盤的降液管出液口處在清洗孔的對面，用水槍沖洗時，容易造成雜物堆積在出液口，進(jìn)而堵塞降液管。

3 結(jié)語

通過對30萬方普帕克吸收塔解體維修，讓我們對吸收塔的內(nèi)部構(gòu)造有了更深一步的了解。依據(jù)這次檢修得出以下結(jié)論：傳統(tǒng)的檢修方式容易造成吸收塔降液管堵塞，由于普帕克各個型號吸收塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，所以針對各個型號的普帕克吸收塔，檢修時，只能沖洗第1、3、5、7層塔盤。只進(jìn)行清水熱循環(huán)溶解去除內(nèi)部集聚的結(jié)晶鹽；捕霧絲網(wǎng)的功能能夠過濾天然氣中的凝結(jié)水以及固體顆粒和機(jī)械雜質(zhì)，還起到一定的除沫作用，為了確保吸收塔的正常運(yùn)行，應(yīng)盡可能的保證吸收塔內(nèi)部捕霧絲網(wǎng)的完好；根據(jù)吸收塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)判斷分析，吸收塔處于封閉狀態(tài)，內(nèi)部機(jī)械雜質(zhì)根本無法在清洗的過程中有效去除，而機(jī)械雜質(zhì)會隨著脫水撬的運(yùn)行被天然氣持續(xù)帶入塔盤，隨著氣田開發(fā)生產(chǎn)年限的增加，塔盤內(nèi)部堆積的雜質(zhì)會越來越多，吸收塔堵塞故障將會陸續(xù)出現(xiàn)；對解體的普帕克和國產(chǎn)吸收塔內(nèi)壁進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)吸收塔內(nèi)部除捕霧絲網(wǎng)破損外，其余構(gòu)件完好，設(shè)備本體以及內(nèi)壁比較光滑，無明顯腐蝕，根據(jù)脫水撬所轄氣井硫化氫、二氧化碳單井最高含量分析，可以判斷，目前我廠在用的同一批投產(chǎn)的普帕克和國產(chǎn)脫水撬吸收塔均可以繼續(xù)長期安全使用；通過現(xiàn)場解體檢查發(fā)現(xiàn)吸收塔內(nèi)部除第8層塔盤和富液集液箱堆積雜質(zhì)較多，其余塔盤表面均比較干凈，建議在以后出現(xiàn)吸收塔故障整改時，首先檢查第8層塔盤和富液集液箱

本文提出的脫水撬吸收塔改造設(shè)想，因?yàn)閿?shù)據(jù)不精確，計算結(jié)果有一定偏差，所以接下來的工作可針對這個設(shè)想，首先收集數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證其可行性，其次改造一個站的吸收塔，通過實(shí)踐驗(yàn)證，最后推廣改造。

[1]李龍，田建峰，張耀剛，等.撬裝天然氣脫水裝置運(yùn)行中常見問題分析及對策[J].石油化工應(yīng)用，2001，26（3）：40～42.

田曉龍（1987-）男，漢族，甘肅慶陽人，助理主辦，主要從事人力資源管理工作。