【壓縮機網(wǎng)】摘要：西氣東輸二線(xiàn)X壓氣站是管網(wǎng)互聯(lián)互通的重要樞紐站場(chǎng)，在反輸保供初期發(fā)生了壓縮機入口過(guò)濾器壓差和干氣密封過(guò)濾器壓差迅速上升而造成機組停機的現象。為了保證其壓縮機組的正常運行，緩解用氣緊張局面，通過(guò)對過(guò)濾器堵塞顆粒物和反輸氣質(zhì)來(lái)源進(jìn)行研究，結果表明省級管網(wǎng)管道內的雜質(zhì)是造成X壓氣站壓縮機組停機的主要原因。在結合X壓氣站站內流程及設備的基礎上，提出了提高過(guò)濾分離器濾芯更換頻次、放大壓縮機入口過(guò)濾器濾網(wǎng)精度、增加干氣密封氣源預處理系統等對策。采用上述對策，X壓氣站壓縮機順利啟動(dòng)，反輸期間未再發(fā)生停機現象。另外，通過(guò)研制新型過(guò)濾分離器濾芯和對省級管網(wǎng)進(jìn)行反輸流程改造從長(cháng)遠看也是解決此類(lèi)問(wèn)題的有效方法。所形成的技術(shù)對策也給其他壓氣站在互聯(lián)互通輸氣過(guò)程中發(fā)生類(lèi)似情況提供了借鑒。
文/薛雨
1 引言
天然氣管道互聯(lián)互通是實(shí)現“全國一張網(wǎng)”格局、加大管道輸送能力、最大限度的發(fā)揮天然氣調峰水平、保障民生用氣的基礎性工程。X壓氣站為西氣東輸二線(xiàn)干線(xiàn)的樞紐站場(chǎng)，配備有2臺18MW的全國產(chǎn)電驅壓縮機組。該壓氣站經(jīng)過(guò)互聯(lián)互通反輸流程改造后，冬季保供期間可接收下游省級管網(wǎng)來(lái)氣，向西二線(xiàn)干線(xiàn)供氣。當輸氣量超過(guò)1200×104m3/d時(shí)，該站需啟動(dòng)壓縮機組進(jìn)行增壓輸送，機組的平穩運行對緩解冬季用氣緊張的局面具有重要意義。X壓氣站壓縮機組在互聯(lián)互通反輸初期由于入口過(guò)濾器壓差和干氣密封過(guò)濾器壓差超過(guò)高報警值而發(fā)生了停機現象。本文通過(guò)對造成該站壓縮機組停機的原因進(jìn)行分析，并提出了相關(guān)對策，來(lái)保證壓縮機組的正常運行，也給其他壓氣站在互聯(lián)互通輸氣過(guò)程中發(fā)生類(lèi)似情況提供了借鑒。
2 故障現象
根據用戶(hù)在不同季節對天然氣的需求[1]，X壓氣站一般在春、夏、秋季接收西二線(xiàn)上游站場(chǎng)來(lái)氣，向下游省級管網(wǎng)及兩條支干線(xiàn)供氣。為打通“南氣北送”輸氣通道，切實(shí)提高管網(wǎng)冬季保供能力，X壓氣站于2018年完成了壓縮機項目及互聯(lián)互通反輸流程的改造，改造后該站在冬季可通過(guò)省級管網(wǎng)接收中海油氣源來(lái)氣，向西二線(xiàn)干線(xiàn)和兩條支干線(xiàn)供氣，見(jiàn)圖1。
互聯(lián)互通反輸期間，省級管網(wǎng)來(lái)氣經(jīng)過(guò)該壓氣站的組合式過(guò)濾分離器和計量后進(jìn)入西二線(xiàn)干線(xiàn)或支干線(xiàn)。根據輸氣量大小，該壓氣站可選擇采用正常反輸或者增壓反輸模式，站內反輸流程見(jiàn)圖2。該壓氣站2臺壓縮機組通常采用一用一備模式。
反輸當日供氣量達到1500×104m3/d后，X壓氣站啟動(dòng)了壓縮機組進(jìn)行增壓輸送。壓縮機組在達到最小工作轉速（3120 r/min）后，出現入口過(guò)濾器差壓逐漸上升，并越來(lái)越快的情況，在12min內達到停機值0.15MPa，見(jiàn)圖3，觸發(fā)機組停機。切換備用壓縮機組，暖機（1000r/min）結束后，隨著(zhù)轉速上升同時(shí)干氣密封過(guò)濾器差壓開(kāi)始上升，迅速超過(guò)高報警值80kPa，并持續升高，站場(chǎng)通過(guò)切換及更換濾芯8次后，仍快速上升，在3min內達到150kPa以上，見(jiàn)圖4，觸發(fā)機組停機。壓縮機組停機后，只能靠管線(xiàn)自身壓差進(jìn)行輸氣，嚴重影響了正常的輸氣計劃，此問(wèn)題亟需分析和解決。
3 原因分析
通過(guò)拆卸壓縮機組入口過(guò)濾器，檢查發(fā)現過(guò)濾網(wǎng)存在嚴重堵塞，附著(zhù)大量海綿狀碎屑及黑色顆粒物，見(jiàn)圖5。拆卸干氣密封過(guò)濾器濾芯，內部同樣有較多干燥黑色顆粒物。這些黑色顆粒物堵塞了過(guò)濾器，影響了壓縮機的正常運行。對組合式過(guò)濾分離器濾芯進(jìn)行拆檢，在濾芯上亦截獲大量黑色粉塵。通過(guò)對黑色顆粒物進(jìn)行檢測，顆粒物85%以上為三氧化二鐵，另有少部分氧化鋁、二氧化硅、三氧化硫、氧化亞錳，見(jiàn)表1。
對該壓氣站反輸氣質(zhì)來(lái)源進(jìn)行分析，該站接收的省級管網(wǎng)來(lái)氣主要來(lái)自2個(gè)方向，一個(gè)是中海油X氣田和LNG，經(jīng)中海油分輸站過(guò)濾后進(jìn)入省級管網(wǎng)管道；另一個(gè)方向是另一路LNG來(lái)氣，過(guò)濾后進(jìn)入省級管網(wǎng)。2個(gè)方向來(lái)氣途中均未經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理，且該省級管網(wǎng)管道內部無(wú)內涂層。由此可判斷造成X壓氣站壓縮機停機的這些黑色顆粒物為省級管網(wǎng)管道內的雜質(zhì)。
4 采取對策研究
國內多條天然氣長(cháng)輸管道內都附有黑色粉末[2-3]，這些黑色粉末在管道中堆積，減小氣體流通面積，影響輸氣效率；若在分離器中堆積，維檢修作業(yè)時(shí)容易自然，引起事故；同時(shí)會(huì )造成站場(chǎng)的工藝設備故障或者損壞，嚴重影響管線(xiàn)運行和站場(chǎng)安全生產(chǎn)[4-5]。為降低互聯(lián)互通過(guò)程中省級管網(wǎng)來(lái)氣中黑色粉末影響，保障X壓氣站壓縮機組正常運行，本文針對站內反輸工藝流程及現場(chǎng)設備，提出了相應對策，并對可行性進(jìn)行了分析。
4.1 提高過(guò)濾分離器濾芯更換頻次
X壓氣站采用的組合式過(guò)濾分離器為多管旋風(fēng)聚結器，通過(guò)旋風(fēng)管和聚結濾芯可除去0.3μm及以上液滴和固體顆粒，作為反輸流程中唯一一級過(guò)濾，其過(guò)濾能力直接影響著(zhù)進(jìn)入壓縮機氣體的清潔程度。當濾芯截獲的黑色粉末過(guò)多后，過(guò)濾能力降低，濾芯失效，需及時(shí)更換。同時(shí)，在安裝濾芯時(shí)，應減小縫隙，防止黑色粉末從縫隙中通過(guò)。
但過(guò)濾器快開(kāi)盲板不是作為頻繁開(kāi)啟操作設備來(lái)設計的，大量的操作會(huì )對密封面造成損害，不利于設備的穩定運行，增加安全風(fēng)險。另一方面，冬季保供高峰輸量時(shí)，濾芯的消耗速度將加快，庫存的濾芯可能無(wú)法滿(mǎn)足同時(shí)投用兩臺以上過(guò)濾器。
雖然提高濾芯更換頻次會(huì )對設備密封產(chǎn)生不利影響，但通過(guò)更換濾芯可有效過(guò)濾掉絕大部分的黑色顆粒物，且濾芯本身為低值易耗品，成本較低，因此提高濾芯更換頻次是直接有效的方法之一，可行性較高。
4.2 放大壓縮機入口過(guò)濾器濾網(wǎng)精度
壓縮機入口過(guò)濾器具有粗細兩級濾網(wǎng)，通過(guò)拆除入口過(guò)濾器內的細濾網(wǎng)，保留粗濾網(wǎng)，可消除壓差快速增大的現象，但氣體中的黑色粉末也會(huì )對壓縮機內部設備產(chǎn)生磨損、腐蝕和結垢，影響壓縮機使用壽命，造成設備動(dòng)平衡的破壞[6]。正常情況下不推薦使用此方法。
4.3 氮氣保供干氣密封系統
由于反輸來(lái)氣中含大量管道雜質(zhì)，導致壓縮機干氣密封過(guò)濾器發(fā)生堵塞，可選用氮氣作為壓縮機組干氣密封的氣源。但此方法是一種非常規的手段，通常在壓縮機組剛投產(chǎn)，首次開(kāi)車(chē)時(shí)使用。并且壓縮機組現場(chǎng)一般不具備氮氣氣源條件，采用槽車(chē)運輸液氮到現場(chǎng)，液氮消耗量大，按照每天40t氮氣計算，每天費用超過(guò)10萬(wàn)。同時(shí)，干氣密封氣必須保持穩定的壓力和流量，目前的熱泵車(chē)和氮氣源都沒(méi)有長(cháng)時(shí)間穩定供給的先例。一旦出現問(wèn)題，可能造成干氣密封損壞，維修的周期在15天以上。高壓氮氣通過(guò)現場(chǎng)臨時(shí)配置的管路進(jìn)入壓縮機組，也存在較大的安全隱患。因此選擇氮氣來(lái)保供干氣密封系統，可靠性無(wú)法保證，且費用昂貴，可行性較低。
4.4 增加干氣密封氣源預處理系統
干氣密封氣源預處理系統是針對天然氣管道壓縮機首次開(kāi)車(chē)階段，機組出口段尚未產(chǎn)出清潔、穩定的工藝氣作為密封氣源而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的裝置，它可以實(shí)現為干氣密封提供干燥、清潔的氣源[7]。壓縮機反輸運行時(shí)由于氣體中雜質(zhì)較多，若采用該系統，壓縮機出口處的天然氣經(jīng)過(guò)干氣密封源預處理系統三級過(guò)濾后可有效去除氣體中的雜質(zhì)[8]，再進(jìn)入干氣密封系統，可解決干氣密封過(guò)濾器差壓迅速上升的情況。同時(shí)，干氣密封源預處理系統采用整體式撬裝設計，所有元件撬裝在一個(gè)開(kāi)放的支架上，便于吊裝和運輸。系統對外接口也采用法蘭與耐壓軟管連接的方式，可在現場(chǎng)方便的進(jìn)行連接和拆卸。因此該措施可行性較高。
4.5 研制新型過(guò)濾分離器濾芯
X壓氣站組合式過(guò)濾分離器目前使用的聚結濾芯由內至外由三層組成，第一層為不銹鋼管支撐，中間層為親水基聚酯纖維材料聚結層，最外層為液體排出層，見(jiàn)圖6。中間層為折疊結構，極大地增加了聚結材料與氣體的接觸面積，以利于氣體中的小液滴聚結長(cháng)大為大液滴。液體排出層由很細的玻璃絲布纏繞而成，可以存留及排放液體，同時(shí)還阻止聚結下來(lái)的液體再進(jìn)入氣體。
針對目前的情況，是否可進(jìn)行一種新型的濾芯研制，最外層采用雙層結構，內部采用玻璃絲布纏繞存留液體，濾芯外部采用光滑的結構，將過(guò)濾到的雜質(zhì)及時(shí)滑落到濾芯最底部，這樣可過(guò)濾更多的雜質(zhì)，延長(cháng)濾芯使用壽命。目前市場(chǎng)并無(wú)此類(lèi)濾芯，需要根據實(shí)際情況進(jìn)行研發(fā)制作，且濾芯的研發(fā)也需要一定時(shí)間，短期內可行性不高，但可以一試。
4.6 對省級管網(wǎng)反輸流程改造
在省級管網(wǎng)反輸首站增加一套過(guò)濾分離器，使其具備過(guò)濾功能。在反輸來(lái)氣進(jìn)入壓氣站之前，通過(guò)多一級過(guò)濾的方式，可降低該壓氣站濾芯更換頻率。若管網(wǎng)反輸首站在設計初期未考慮預留用地，則后續征地問(wèn)題繁瑣，且加裝的設備昂貴，耗時(shí)也較長(cháng)，該方法短期內可行性較低。但該措施通過(guò)增加過(guò)濾可有效改善反輸氣質(zhì)，從長(cháng)遠看切實(shí)可行。
5 應用效果
在壓縮機組停機后，X壓氣站通過(guò)及時(shí)更換組合式過(guò)濾分離器濾芯，拆除壓縮機入口過(guò)濾器細濾網(wǎng)，并使用干氣密封氣源預處理器系統保證了壓縮機組的順利啟動(dòng)。同時(shí)在每次壓縮機組啟動(dòng)前，待升壓至1 MPa時(shí)利用低點(diǎn)排水管線(xiàn)，對壓縮機組出入口管線(xiàn)進(jìn)行排污作業(yè)，將管線(xiàn)中的凝結水及污物排放干凈。并且對壓縮機本體排污管線(xiàn)進(jìn)行排污，排除壓縮機本體內含有的污物。
壓縮機運行期間，干氣密封撬按照一小時(shí)排污一次的周期進(jìn)行排污，并根據干氣密封濾芯差壓情況適當加密。初期采用進(jìn)口干氣密封濾芯，每個(gè)濾芯單價(jià)在1萬(wàn)元左右，成本較高，后期采用國產(chǎn)干氣密封濾芯大幅降低了成本。空壓機系統按照每天一次排污的周期進(jìn)行排污作業(yè)。站內四路組合式過(guò)濾分離器采用3用1備方式，每周切換一路，按照每周一次的周期進(jìn)行排污，并打開(kāi)頂部快開(kāi)盲板查看濾芯情況，當組合式過(guò)濾器濾芯壓差達到150kPa后及時(shí)更換臟污的濾芯。在反輸保供期間，共拆卸并清理壓縮機入口過(guò)濾器4次，更換干氣密封濾芯13個(gè)，更換組合式過(guò)濾分離器濾芯744根，清理除黑色粉塵2.48t。
綜合采用以上措施后，整個(gè)反輸期間，共啟動(dòng)壓縮機13次，未再發(fā)生類(lèi)似停機情況，共輸送天然氣5×108m3，圓滿(mǎn)完成了反輸保供任務(wù)。
6 結論
(1) 省級天然氣管網(wǎng)未做內涂層，反輸來(lái)氣中存在大量的管道黑色粉末雜質(zhì)是引起壓縮機停機的主要原因。
(2) 通過(guò)及時(shí)更換過(guò)濾器濾芯、拆除壓縮機入口過(guò)濾器細濾網(wǎng)、增加干氣密封源預處理系統等措施，能夠有效解決入口過(guò)濾器壓差和干氣密封過(guò)濾器壓差迅速上升的狀況。
(3) 研制新型的過(guò)濾分離器濾芯和在省級管網(wǎng)反輸首站增加一級過(guò)濾流程這兩項對策短期內無(wú)法完成，從長(cháng)遠看可以有效改善進(jìn)入壓縮機前的反輸氣質(zhì)狀況，可行性較高。
(4) 壓縮機組的順利啟動(dòng)，證明制定的技術(shù)對策可行，能夠保證壓縮機組在互聯(lián)互通反輸過(guò)程中安全、穩定運行。
參考文獻
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文/薛雨
1 引言
天然氣管道互聯(lián)互通是實(shí)現“全國一張網(wǎng)”格局、加大管道輸送能力、最大限度的發(fā)揮天然氣調峰水平、保障民生用氣的基礎性工程。X壓氣站為西氣東輸二線(xiàn)干線(xiàn)的樞紐站場(chǎng)，配備有2臺18MW的全國產(chǎn)電驅壓縮機組。該壓氣站經(jīng)過(guò)互聯(lián)互通反輸流程改造后，冬季保供期間可接收下游省級管網(wǎng)來(lái)氣，向西二線(xiàn)干線(xiàn)供氣。當輸氣量超過(guò)1200×104m3/d時(shí)，該站需啟動(dòng)壓縮機組進(jìn)行增壓輸送，機組的平穩運行對緩解冬季用氣緊張的局面具有重要意義。X壓氣站壓縮機組在互聯(lián)互通反輸初期由于入口過(guò)濾器壓差和干氣密封過(guò)濾器壓差超過(guò)高報警值而發(fā)生了停機現象。本文通過(guò)對造成該站壓縮機組停機的原因進(jìn)行分析，并提出了相關(guān)對策，來(lái)保證壓縮機組的正常運行，也給其他壓氣站在互聯(lián)互通輸氣過(guò)程中發(fā)生類(lèi)似情況提供了借鑒。
2 故障現象
根據用戶(hù)在不同季節對天然氣的需求[1]，X壓氣站一般在春、夏、秋季接收西二線(xiàn)上游站場(chǎng)來(lái)氣，向下游省級管網(wǎng)及兩條支干線(xiàn)供氣。為打通“南氣北送”輸氣通道，切實(shí)提高管網(wǎng)冬季保供能力，X壓氣站于2018年完成了壓縮機項目及互聯(lián)互通反輸流程的改造，改造后該站在冬季可通過(guò)省級管網(wǎng)接收中海油氣源來(lái)氣，向西二線(xiàn)干線(xiàn)和兩條支干線(xiàn)供氣，見(jiàn)圖1。
互聯(lián)互通反輸期間，省級管網(wǎng)來(lái)氣經(jīng)過(guò)該壓氣站的組合式過(guò)濾分離器和計量后進(jìn)入西二線(xiàn)干線(xiàn)或支干線(xiàn)。根據輸氣量大小，該壓氣站可選擇采用正常反輸或者增壓反輸模式，站內反輸流程見(jiàn)圖2。該壓氣站2臺壓縮機組通常采用一用一備模式。
反輸當日供氣量達到1500×104m3/d后，X壓氣站啟動(dòng)了壓縮機組進(jìn)行增壓輸送。壓縮機組在達到最小工作轉速（3120 r/min）后，出現入口過(guò)濾器差壓逐漸上升，并越來(lái)越快的情況，在12min內達到停機值0.15MPa，見(jiàn)圖3，觸發(fā)機組停機。切換備用壓縮機組，暖機（1000r/min）結束后，隨著(zhù)轉速上升同時(shí)干氣密封過(guò)濾器差壓開(kāi)始上升，迅速超過(guò)高報警值80kPa，并持續升高，站場(chǎng)通過(guò)切換及更換濾芯8次后，仍快速上升，在3min內達到150kPa以上，見(jiàn)圖4，觸發(fā)機組停機。壓縮機組停機后，只能靠管線(xiàn)自身壓差進(jìn)行輸氣，嚴重影響了正常的輸氣計劃，此問(wèn)題亟需分析和解決。
3 原因分析
通過(guò)拆卸壓縮機組入口過(guò)濾器，檢查發(fā)現過(guò)濾網(wǎng)存在嚴重堵塞，附著(zhù)大量海綿狀碎屑及黑色顆粒物，見(jiàn)圖5。拆卸干氣密封過(guò)濾器濾芯，內部同樣有較多干燥黑色顆粒物。這些黑色顆粒物堵塞了過(guò)濾器，影響了壓縮機的正常運行。對組合式過(guò)濾分離器濾芯進(jìn)行拆檢，在濾芯上亦截獲大量黑色粉塵。通過(guò)對黑色顆粒物進(jìn)行檢測，顆粒物85%以上為三氧化二鐵，另有少部分氧化鋁、二氧化硅、三氧化硫、氧化亞錳，見(jiàn)表1。
對該壓氣站反輸氣質(zhì)來(lái)源進(jìn)行分析，該站接收的省級管網(wǎng)來(lái)氣主要來(lái)自2個(gè)方向，一個(gè)是中海油X氣田和LNG，經(jīng)中海油分輸站過(guò)濾后進(jìn)入省級管網(wǎng)管道；另一個(gè)方向是另一路LNG來(lái)氣，過(guò)濾后進(jìn)入省級管網(wǎng)。2個(gè)方向來(lái)氣途中均未經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理，且該省級管網(wǎng)管道內部無(wú)內涂層。由此可判斷造成X壓氣站壓縮機停機的這些黑色顆粒物為省級管網(wǎng)管道內的雜質(zhì)。
4 采取對策研究
國內多條天然氣長(cháng)輸管道內都附有黑色粉末[2-3]，這些黑色粉末在管道中堆積，減小氣體流通面積，影響輸氣效率；若在分離器中堆積，維檢修作業(yè)時(shí)容易自然，引起事故；同時(shí)會(huì )造成站場(chǎng)的工藝設備故障或者損壞，嚴重影響管線(xiàn)運行和站場(chǎng)安全生產(chǎn)[4-5]。為降低互聯(lián)互通過(guò)程中省級管網(wǎng)來(lái)氣中黑色粉末影響，保障X壓氣站壓縮機組正常運行，本文針對站內反輸工藝流程及現場(chǎng)設備，提出了相應對策，并對可行性進(jìn)行了分析。
4.1 提高過(guò)濾分離器濾芯更換頻次
X壓氣站采用的組合式過(guò)濾分離器為多管旋風(fēng)聚結器，通過(guò)旋風(fēng)管和聚結濾芯可除去0.3μm及以上液滴和固體顆粒，作為反輸流程中唯一一級過(guò)濾，其過(guò)濾能力直接影響著(zhù)進(jìn)入壓縮機氣體的清潔程度。當濾芯截獲的黑色粉末過(guò)多后，過(guò)濾能力降低，濾芯失效，需及時(shí)更換。同時(shí)，在安裝濾芯時(shí)，應減小縫隙，防止黑色粉末從縫隙中通過(guò)。
但過(guò)濾器快開(kāi)盲板不是作為頻繁開(kāi)啟操作設備來(lái)設計的，大量的操作會(huì )對密封面造成損害，不利于設備的穩定運行，增加安全風(fēng)險。另一方面，冬季保供高峰輸量時(shí)，濾芯的消耗速度將加快，庫存的濾芯可能無(wú)法滿(mǎn)足同時(shí)投用兩臺以上過(guò)濾器。
雖然提高濾芯更換頻次會(huì )對設備密封產(chǎn)生不利影響，但通過(guò)更換濾芯可有效過(guò)濾掉絕大部分的黑色顆粒物，且濾芯本身為低值易耗品，成本較低，因此提高濾芯更換頻次是直接有效的方法之一，可行性較高。
4.2 放大壓縮機入口過(guò)濾器濾網(wǎng)精度
壓縮機入口過(guò)濾器具有粗細兩級濾網(wǎng)，通過(guò)拆除入口過(guò)濾器內的細濾網(wǎng)，保留粗濾網(wǎng)，可消除壓差快速增大的現象，但氣體中的黑色粉末也會(huì )對壓縮機內部設備產(chǎn)生磨損、腐蝕和結垢，影響壓縮機使用壽命，造成設備動(dòng)平衡的破壞[6]。正常情況下不推薦使用此方法。
4.3 氮氣保供干氣密封系統
由于反輸來(lái)氣中含大量管道雜質(zhì)，導致壓縮機干氣密封過(guò)濾器發(fā)生堵塞，可選用氮氣作為壓縮機組干氣密封的氣源。但此方法是一種非常規的手段，通常在壓縮機組剛投產(chǎn)，首次開(kāi)車(chē)時(shí)使用。并且壓縮機組現場(chǎng)一般不具備氮氣氣源條件，采用槽車(chē)運輸液氮到現場(chǎng)，液氮消耗量大，按照每天40t氮氣計算，每天費用超過(guò)10萬(wàn)。同時(shí)，干氣密封氣必須保持穩定的壓力和流量，目前的熱泵車(chē)和氮氣源都沒(méi)有長(cháng)時(shí)間穩定供給的先例。一旦出現問(wèn)題，可能造成干氣密封損壞，維修的周期在15天以上。高壓氮氣通過(guò)現場(chǎng)臨時(shí)配置的管路進(jìn)入壓縮機組，也存在較大的安全隱患。因此選擇氮氣來(lái)保供干氣密封系統，可靠性無(wú)法保證，且費用昂貴，可行性較低。
4.4 增加干氣密封氣源預處理系統
干氣密封氣源預處理系統是針對天然氣管道壓縮機首次開(kāi)車(chē)階段，機組出口段尚未產(chǎn)出清潔、穩定的工藝氣作為密封氣源而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的裝置，它可以實(shí)現為干氣密封提供干燥、清潔的氣源[7]。壓縮機反輸運行時(shí)由于氣體中雜質(zhì)較多，若采用該系統，壓縮機出口處的天然氣經(jīng)過(guò)干氣密封源預處理系統三級過(guò)濾后可有效去除氣體中的雜質(zhì)[8]，再進(jìn)入干氣密封系統，可解決干氣密封過(guò)濾器差壓迅速上升的情況。同時(shí)，干氣密封源預處理系統采用整體式撬裝設計，所有元件撬裝在一個(gè)開(kāi)放的支架上，便于吊裝和運輸。系統對外接口也采用法蘭與耐壓軟管連接的方式，可在現場(chǎng)方便的進(jìn)行連接和拆卸。因此該措施可行性較高。
4.5 研制新型過(guò)濾分離器濾芯
X壓氣站組合式過(guò)濾分離器目前使用的聚結濾芯由內至外由三層組成，第一層為不銹鋼管支撐，中間層為親水基聚酯纖維材料聚結層，最外層為液體排出層，見(jiàn)圖6。中間層為折疊結構，極大地增加了聚結材料與氣體的接觸面積，以利于氣體中的小液滴聚結長(cháng)大為大液滴。液體排出層由很細的玻璃絲布纏繞而成，可以存留及排放液體，同時(shí)還阻止聚結下來(lái)的液體再進(jìn)入氣體。
針對目前的情況，是否可進(jìn)行一種新型的濾芯研制，最外層采用雙層結構，內部采用玻璃絲布纏繞存留液體，濾芯外部采用光滑的結構，將過(guò)濾到的雜質(zhì)及時(shí)滑落到濾芯最底部，這樣可過(guò)濾更多的雜質(zhì)，延長(cháng)濾芯使用壽命。目前市場(chǎng)并無(wú)此類(lèi)濾芯，需要根據實(shí)際情況進(jìn)行研發(fā)制作，且濾芯的研發(fā)也需要一定時(shí)間，短期內可行性不高，但可以一試。
4.6 對省級管網(wǎng)反輸流程改造
在省級管網(wǎng)反輸首站增加一套過(guò)濾分離器，使其具備過(guò)濾功能。在反輸來(lái)氣進(jìn)入壓氣站之前，通過(guò)多一級過(guò)濾的方式，可降低該壓氣站濾芯更換頻率。若管網(wǎng)反輸首站在設計初期未考慮預留用地，則后續征地問(wèn)題繁瑣，且加裝的設備昂貴，耗時(shí)也較長(cháng)，該方法短期內可行性較低。但該措施通過(guò)增加過(guò)濾可有效改善反輸氣質(zhì)，從長(cháng)遠看切實(shí)可行。
5 應用效果
在壓縮機組停機后，X壓氣站通過(guò)及時(shí)更換組合式過(guò)濾分離器濾芯，拆除壓縮機入口過(guò)濾器細濾網(wǎng)，并使用干氣密封氣源預處理器系統保證了壓縮機組的順利啟動(dòng)。同時(shí)在每次壓縮機組啟動(dòng)前，待升壓至1 MPa時(shí)利用低點(diǎn)排水管線(xiàn)，對壓縮機組出入口管線(xiàn)進(jìn)行排污作業(yè)，將管線(xiàn)中的凝結水及污物排放干凈。并且對壓縮機本體排污管線(xiàn)進(jìn)行排污，排除壓縮機本體內含有的污物。
壓縮機運行期間，干氣密封撬按照一小時(shí)排污一次的周期進(jìn)行排污，并根據干氣密封濾芯差壓情況適當加密。初期采用進(jìn)口干氣密封濾芯，每個(gè)濾芯單價(jià)在1萬(wàn)元左右，成本較高，后期采用國產(chǎn)干氣密封濾芯大幅降低了成本。空壓機系統按照每天一次排污的周期進(jìn)行排污作業(yè)。站內四路組合式過(guò)濾分離器采用3用1備方式，每周切換一路，按照每周一次的周期進(jìn)行排污，并打開(kāi)頂部快開(kāi)盲板查看濾芯情況，當組合式過(guò)濾器濾芯壓差達到150kPa后及時(shí)更換臟污的濾芯。在反輸保供期間，共拆卸并清理壓縮機入口過(guò)濾器4次，更換干氣密封濾芯13個(gè)，更換組合式過(guò)濾分離器濾芯744根，清理除黑色粉塵2.48t。
綜合采用以上措施后，整個(gè)反輸期間，共啟動(dòng)壓縮機13次，未再發(fā)生類(lèi)似停機情況，共輸送天然氣5×108m3，圓滿(mǎn)完成了反輸保供任務(wù)。
6 結論
(1) 省級天然氣管網(wǎng)未做內涂層，反輸來(lái)氣中存在大量的管道黑色粉末雜質(zhì)是引起壓縮機停機的主要原因。
(2) 通過(guò)及時(shí)更換過(guò)濾器濾芯、拆除壓縮機入口過(guò)濾器細濾網(wǎng)、增加干氣密封源預處理系統等措施，能夠有效解決入口過(guò)濾器壓差和干氣密封過(guò)濾器壓差迅速上升的狀況。
(3) 研制新型的過(guò)濾分離器濾芯和在省級管網(wǎng)反輸首站增加一級過(guò)濾流程這兩項對策短期內無(wú)法完成，從長(cháng)遠看可以有效改善進(jìn)入壓縮機前的反輸氣質(zhì)狀況，可行性較高。
(4) 壓縮機組的順利啟動(dòng)，證明制定的技術(shù)對策可行，能夠保證壓縮機組在互聯(lián)互通反輸過(guò)程中安全、穩定運行。
參考文獻
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