含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動裝袋技術

1.目的

四川盆地安岳氣田龍王廟組氣藏含硫天然氣在集輸過程中的氣液分離階段，由于壓力變化會解析出一部分溶解在水中的氣體，該氣體飽含硫化氫、甲硫醛等有害物質，俗稱為閃蒸氣，需集中處理后排放。磨高地區主要采用液相氧化還原方式處理閃蒸氣，該方式脫硫率高、潛硫量適應范圍廣、藥劑可再生利用，但會產生大量的副產物硫粒，需要通過人工操作進行裝袋，存在較大的勞動強度和安全風險，無法實現無人值守。為提高硫粒脫除效率，實現自動裝袋，筆者開展了硫粒自動裝袋技術研究。

2.方法

液相氧化還原工藝分為脫硫、溶液再生、硫磺脫除等步驟，裝置較為復雜，其中硫磺脫除需要人工操作。筆者利用自動感應稱重技術，設計了一套硫粒自動裝袋系統（圖1）。該系統主要包括自動裝袋機械裝置、數據采集設備、控制系統和監控系統四個部分。在硫粒裝袋前，首先在系統中輸入需要裝袋的重量和電機轉動角度，并將輸入量與傳感器檢測得到的料框重量、位置數據、出料閥狀態進行對比，若數據滿足條件，由PLC控制器處理后發出指令進行裝袋作業。當硫粒裝滿且出料口關閉的情況下，驅動電機轉動，經過齒輪傳動帶動裝料轉臺轉動，當轉臺轉動到下一料框并對準出料口時，電機停止轉動，開始下一料框裝袋，由此實現硫粒自動裝料。

圖1 含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動袋裝系統示意圖

其中，機械結構件主要包括裝料轉臺、底座、料框、電機驅動齒輪、稱重臺等。轉臺直徑為1.8 m，只需要安裝一個稱重傳感器就可實現所有裝袋稱重。以較為簡潔的結構，實現了硫粒大容量、長時間的高效自動裝袋。

本系統在龍王廟集氣東站進行試運（圖2），試驗結果顯示該裝置一次性可裝硫粒12袋，容量45 kg/袋，運行時裝置通過自動感應旋轉實現自動裝袋作業，當轉臺上所有料框裝滿時，由系統自動上報信息，提示工作人員換袋。員工無需每次間隔2～4小時換一個口袋，只需要在2～3天后對裝袋好的硫粒進行處理。試驗過程中其機械裝置、控制系統聯合動作，均運行正常。

圖2 集氣東站硫粒自動裝袋現場應用

3.作用和效果

硫粒自動裝袋系統設備成本約6萬元/套，節約人工240天/年×400元/（人·天·套）=9.6萬元/套，單套裝置年節約成本約3.6萬元。根據計劃安排，2022—2023年預計在川中油氣礦的近30套裝置進行推廣應用，預計年節約費用100余萬元。此外，該技術還可在西南油氣田乃至其他類似裝置中進行推廣，具有廣闊的應用前景。

含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動裝袋技術的應用，大大減輕了操作員工的勞動強度和作業安全風險，提升了氣田智能化管理水平，支撐了礦區場站無人值守工作的開展，保障了氣井產能的發揮。