天然氣處理廠凈化風系統改進及安全運行評價

景 元，王 莉，高好潔，呂 霞

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西 西安 710065）

榆林天然氣處理廠內設置空氮站一座，現有空氣壓縮機三臺，制氮系統一套，主要為處理廠內各設備設施提供非凈化空氣、凈化空氣及氮氣。非凈化空氣用于裝置檢修、吹掃用氣，凈化空氣主要用于生產裝置及儀表風等用氣，氮氣主要用于開停工置換及保護用氣。

榆林天然氣處理廠是長慶氣田向北京及華北地區輸氣的咽喉及樞紐，外輸氣量占長慶氣田產氣量一半以上，場站內閥門基本采用氣動控制，進行遠程操作。

1 凈化風系統工藝流程

空氮站設置三臺螺桿式空壓機與三套吸附式干燥系統，日常采取兩用一備的運行方式，可同時供凈化空氣、非凈化空氣及制氮用壓縮空氣。

凈化風系統是利用壓縮機對空氣增壓，進行除塵、除油、除液后進入凈化風匯管，隨后進入兩具40 m3凈化風儲罐，為天然氣處理區、集配氣區以及第一、第二末站提供穩定凈化風[1]，確保各個控制閥安全可靠（圖1）。

圖1 凈化風系統工藝流程圖

由于近年來榆林處理廠連年改擴建，加之上古處理總廠天然氣壓縮機系統投運，日常凈化風需求量隨之增大，因此將處理廠凈化風系統與第二末站凈化風系統串聯，啟用第二末站大功率壓縮機機組對榆林處理廠、第一、第二末站提供穩定凈化風，處理廠區域壓縮機單獨為氮氣系統提供壓縮空氣（圖2）。

圖2 改擴建后凈化風系統工藝流程圖

2 運行存在問題及原因分析

在日常生產過程中，由于天然氣壓縮機的連續運行，存在壓縮機皮帶松動斷裂、壓縮機失電停機等故障，導致凈化風系統壓力降低的現象，出現多次氣動閥門異常運行的現象，造成鍋爐停氣、火炬放空、進站截斷閥緩慢關閉，存在較大的安全運行風險，尤其影響為北京及華北地區的安全平穩供氣。

對凈化風系統進行系統分析發現，導致上述安全運行事件主要存在以下兩個方面：

2.1 空氣壓縮機運行故障

由于空氣壓縮機連續運行，電機、皮帶、潤滑系統均存在不同程度的老化，壓縮機停機后員工發現、維修不及時，引起凈化風系統失壓，導致上述安全事件出現。

2.2 凈化風工藝設計不合理

由于日常凈化風需求量增大，目前采用第二末站大功率壓縮機機組對榆林處理廠、第一、第二末站提供穩定凈化風，處理廠區域壓縮機單獨為氮氣系統提供壓縮空氣。但是由于工藝設計不合理，兩組不同型號、功率的空氣壓縮機產生的凈化風壓力不同，為了避免因為第二末站凈化風與處理廠壓縮機壓力不匹配影響處理廠制氮系統運行穩定，進而影響處理廠甲醇、氣田采出水、輕烴等儲罐的安全運行，因此將閥1、閥2、閥3 進行關閉（圖2），第二末站凈化風來氣未進入處理廠區域凈化風儲罐，直接通過管線對各個區域進行供風。

由于沒有凈化風儲罐的儲備，一旦第二末站壓縮機出現故障，則整個凈化風系統迅速失壓，各個閥門隨即出現異常運行。

3 凈化風系統改進措施

3.1 加強壓縮機維護保養

針對空氣壓縮機運行，制定詳細的定期維護保養制度，確保空氣壓縮機運行的安全可靠，并加強生產監控，發現異常，立即采取措施，投運備用壓縮機。

3.2 優化現有工藝流程

對現有工藝進行優化，將第二末站凈化風引入兩具40 m3凈化風儲罐，關閉閥2、閥3、閥6，同時將閥1、閥4、閥5 打開，將第二末站凈化風與處理廠凈化風進行隔離；如第二末站凈化風系統存在問題，只需就近打開閥2、閥3、閥6，關閉閥4、閥5（圖3），保障整個凈化風系統安全可靠運行[2-3]。

圖3 優化后凈化風系統工藝流程圖

4 結論

（1）制定詳細的定期維護保養制度后，凈化風系統壓縮機、干燥機等運行可靠性有所提升，但是由于連續20年的生產運行，凈化風系統各設備在生產過程中仍然會出現不同程度的設備故障，影響凈化風系統的穩定供風。

（2）通過工藝管線改造優化，將兩具40 m3儲罐更加科學合理的應用在日常生產中，處理廠及第一、第二末站凈化風系統供氣平穩，壓力穩定。

（3）空氣壓縮機因故障或者地方供電失電停機后，由于有兩具40 m3儲罐的凈化風儲存氣，系統壓力降低緩慢，極大保障處理廠、第一、第二末站各關鍵閥門、設備設施的正常運行，為員工應急處理故障贏得寶貴時間，降低了日常運行安全風險，提高凈化風系統容錯率，為榆林天然氣處理廠安全運行、為北京及華北地區平穩足額供氣提供可靠安全保障。