分離器排液系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

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1、 分離器排液系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 摘要:在近幾年的運行過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：一是金屬浮子流量計不適應(yīng)污水的大流量排放,污水?dāng)y天然氣沖擊導(dǎo)致流量計損壞。二是撬裝自動排液裝置設(shè)備費偏高。本文針對上述問題，分析分離器排液系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計思路，通過完善自動排液系統(tǒng)設(shè)計，達到降低建設(shè)投資的目的。 關(guān)鍵要:分離器；自動排液系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計 由于當(dāng)前污水處理的站點大多使用自動排放污水的技術(shù)，在某種程度上緩解了排除污水的壓力，在金屬管道鋪平的運行中，污水得到廣泛的處理。但是隨著該項技術(shù)廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)中，很多弊端也逐漸暴露出來。該項技術(shù)很難滿足大范圍的污水排放，而且長時間進行處理，還可能造成設(shè)

2、備大范圍損壞，維修成本較高。現(xiàn)今的污水處理工作已經(jīng)離不開分離器排液系統(tǒng)，所以急需要對該項技術(shù)進行優(yōu)化。 一、排液系統(tǒng)簡介 自動排液裝置主要由以下三部分組成:磁翻板液位計、控制箱、閥組撬裝系統(tǒng)，其工作流程如下：液位下限所有閥門關(guān)閉浮球上升蓄水排水儀表風(fēng)進入蓄水液位上限浮球下降切斷閥開啟電磁閥開啟排水浮球啟動電磁閥圖1節(jié)電型自動排液裝置工作流程圖自動排液裝置的儀表風(fēng)管線、液位計、控制箱、閥門撬裝均使用了電熱帶進行伴熱。并在其下游采用金屬管浮子流量計用以計量排放污水液量。就目前來講，主要的排液系統(tǒng)可以按照不同功能和性能，大致分成三類：機械式排液系統(tǒng):這類排液系統(tǒng)主要承擔(dān)對污水管道

3、的梳理功能，主要通過放氣閥和浮筒等設(shè)備進行連接，在整體上有著容器自動排液化的效果，這類機器明顯具有體積大的特點，結(jié)構(gòu)功能較為繁多復(fù)雜，承擔(dān)的任務(wù)量較重，必須在滿足污水處理工作維護的基礎(chǔ)上進行處理液體的計量而且還要兼顧對系統(tǒng)整體的監(jiān)控功能，這類系統(tǒng)大多適用于大型的工程維護中，對于后期污水的處理工作，同時在監(jiān)控工作中占據(jù)一定的優(yōu)勢，可以說是比較兼顧的分離器排液系統(tǒng)。電控式排液系統(tǒng)：這種系統(tǒng)的主要特點就是圍繞不同種類的電輸出信號對執(zhí)行門進行屏蔽，能夠控制閥門在一段時間內(nèi)的開閉，這種獨特的系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)致其能夠應(yīng)用在較為繁瑣的施工場地，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化排液，然而在該種系統(tǒng)沒有處在穩(wěn)定的電流環(huán)境中，電控式排液

4、系統(tǒng)運行就會受到一定的阻礙，就比較容易發(fā)生事故。并且電控式系統(tǒng)的設(shè)備維護還較難實現(xiàn)，不能在電動執(zhí)行的閥門中進行優(yōu)化。氣控式排液系統(tǒng)：這種系統(tǒng)的優(yōu)勢就是在電容式和機械式排液系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加以改進，完善了以上兩種系統(tǒng)的漏洞，更加符合安全生產(chǎn)的需求，在一定程度上也緩解了電控式排液系統(tǒng)的復(fù)雜性，能夠在施工進行時進行全面的運轉(zhuǎn)，并進行液位調(diào)整。但是該種系統(tǒng)的設(shè)備成本較高，需要經(jīng)常進行維護，大大提高了生產(chǎn)成本，就目前來說應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如前兩種廣泛。 二、自動排液系統(tǒng)存在的主要問題及優(yōu)化思路 對于自動化排液系統(tǒng)的應(yīng)用，很多工程上都采用了這種自動化的系統(tǒng)設(shè)備，大大提高了生產(chǎn)效率，保護了周圍環(huán)境

5、，在人力物力上也有一定程度的節(jié)約。但是在自動排液裝置投產(chǎn)運行過程中，暴露出了一些問題，使生產(chǎn)受到一定程度的制約，總結(jié)歸納為以下三方面：（一）污水含雜質(zhì)較多，影響磁翻板液位計計量原因分析：一是在低溫工作環(huán)境下，排水孔道不能夠維持正常溫度的環(huán)境下，液位計發(fā)生凍堵現(xiàn)象，難以實現(xiàn)液位的調(diào)整；二是由于污水內(nèi)雜質(zhì)較多，在次孔道內(nèi)堵塞在一起，堆積后造成腔體內(nèi)徑變小，使浮子無法通過，排水孔道被嚴(yán)重堵塞，難以維持正常的生態(tài)計量，導(dǎo)致液位計讀數(shù)不準(zhǔn)確。優(yōu)化思路：一是緊貼液位計柱壁豎直纏繞4根電熱帶，電熱帶不能與液位計檢測桿和磁轉(zhuǎn)柱接觸，防止溫度過高損壞電子器件；二是定期對液位計進行清洗，加裝雷達液位計，使用PLC

6、系統(tǒng)對排液裝置進行控制，可以在某種程度上降低對系統(tǒng)設(shè)備方面的要求，這對于簡單的污水處理優(yōu)化方面，能夠承擔(dān)一定的風(fēng)險，在整體的機械承擔(dān)角度，還能夠起到一定的緩沖作用。對于污水的處理效果也能夠在維持穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進行，關(guān)于設(shè)備的維護方面還是要按照規(guī)定的章程進行，否則難以保證設(shè)備在該工程體制下能夠安全穩(wěn)定運行。污水中所含雜質(zhì)也會按照系統(tǒng)內(nèi)壁孔道的優(yōu)化被排出來。能夠?qū)υ擃惖膬?yōu)化作用起到更好的效果，維持在穩(wěn)定的系統(tǒng)排除污水的范圍中。（二）金屬管浮子流量計不能適應(yīng)污水大流量排放原因分析：目前污水計量使用的金屬管浮子流量計是適用于低流速小流量的介質(zhì)測量。其設(shè)計量程為5m3/h，而實際應(yīng)用中，自動排液撬屬于

7、間歇性排水，每秒排水達到5kg，遠(yuǎn)超設(shè)計量程。污水的大流量排放，其內(nèi)部攜天然氣及較多雜質(zhì)對金屬浮子進行沖擊，造成儀表故障、損壞，導(dǎo)致無法對污水排放量進行精確計量。在金屬管符子的流量計算中，我們大致上也可以按照傳統(tǒng)的工程計量方式進行處理，導(dǎo)致污水不能夠從該類大流量管道中排放，污水的進程受到影響。優(yōu)化思路：使用渦街流量計計量污水見圖2，渦街流量計主要具有壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響的特點。對于流速波動較大的排放工況適應(yīng)性更強。經(jīng)過對排液量的實測，每秒最大排水量達到5kg。通過公式：M流量=V流速T計算得出，最大排水量為18m3/

8、h。按照實際最大值應(yīng)為儀表量程最大值的2/3，確定渦街流量計的量程范圍應(yīng)為0～24m3/h。（三）撬裝設(shè)備存在一定不適應(yīng)性且投資偏高DN25DN25DN50DN50DN50DN50DN50MHLLRCA圖3自動排液散裝設(shè)備流程圖原因分析：一是自動排液裝置儀表風(fēng)管線在較低溫度下易結(jié)冰凍堵；二是儀表風(fēng)中的雜質(zhì)易堵塞調(diào)壓閥或者電磁閥；三是自動排液裝置的儀表風(fēng)接自站內(nèi)自用氣系統(tǒng)，排液后就地放空，存在一定的安全隱患。對于整體環(huán)境中有一定的封堵作用，不能在安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上進行撬裝設(shè)備的完善，難以適應(yīng)工程建設(shè)的發(fā)展，對于儀表自動化通風(fēng)設(shè)施的維護方面有著粗略的優(yōu)化作用，但是整體上來說并沒有太多的改進。整體

9、的自動化排液技術(shù)方面沒有過于明顯的優(yōu)化效果，對于整體的防爆技術(shù)方面仍然存在一定的漏洞。優(yōu)化思路：將自動排液裝置由撬裝式改為散裝式見圖2，分離器液面上部的壓力最大可達7MPa，當(dāng)設(shè)備正常工作時，節(jié)流截止閥、氣動閥和閘閥均處于開啟狀態(tài)，當(dāng)分離器液位達到排液高點時，電動閥開啟，開始排液，液體經(jīng)節(jié)流截止閥限流降壓，經(jīng)氣動閥和電動閥后排至常壓污水罐，當(dāng)液位達到排液低點時，電動閥關(guān)閉。當(dāng)電動閥出現(xiàn)故障，比如排液過程中，突然斷電，此時氣動閥動作，并切斷排液管路，防止高壓氣體排出。另外，設(shè)置旁通閥，可以實現(xiàn)手動排污。就可以在一定程度上降低自動化處理的弊端，減少疏水閥的開閉效果，在整體的集中化控制中占有一定的優(yōu)

10、勢。電控式的集中化處理方式的體積較為龐大，對整體運算的處理方面不夠完善，所以要結(jié)合手動的電控系統(tǒng)設(shè)置，在聯(lián)動氣控式裝配的基礎(chǔ)上進行整合。才能夠滿足實際生產(chǎn)的需求，在對應(yīng)的散裝式撬裝排液系統(tǒng)中保持一定的穩(wěn)定性，承擔(dān)相應(yīng)的風(fēng)險，對分離器排液系統(tǒng)起到相當(dāng)?shù)膬?yōu)化作用。 三、散裝排液系統(tǒng)主要功能及特點 （一）散裝排液系統(tǒng)主要功能散裝排液系統(tǒng)主要由控制執(zhí)行單元、檢測單元組成，其功能如下：執(zhí)行單元功能：一是電動切斷閥能實現(xiàn)間歇操作，根據(jù)PLC系統(tǒng)設(shè)定的高低液位聯(lián)鎖點，打開/關(guān)閉電動閥；二是氣動單作用氣缸球閥作為輔助閥門，平時在全開狀態(tài)，只在電動閥故障狀態(tài)下由PLC系統(tǒng)控制動作，根據(jù)設(shè)定的

11、高低液位聯(lián)鎖點，打開/關(guān)閉氣動控制閥；三是采用電動切斷球閥與氣動單作用氣缸球閥級聯(lián)這種方式，能盡量減小故障的發(fā)生，達到高可靠性的要求。檢測單元功能：一是選用雷達液位計實現(xiàn)液位遠(yuǎn)傳，進入值班室控制系統(tǒng)顯示、報警、聯(lián)鎖，控制系統(tǒng)對液位精度要求較高，雷達液位計能夠達到要求，而磁浮子液位計精度不能達到系統(tǒng)要求，適合現(xiàn)場就地顯示。二是為避免自動排液系統(tǒng)故障影響集氣站生產(chǎn)，氣田已建站場均設(shè)置了手動排液系統(tǒng)作為備用，當(dāng)雷達液位計出現(xiàn)故障時，可根據(jù)磁浮子液位計的現(xiàn)場液位指示進行手動排污。（二）散裝排液系統(tǒng)主要有以下特點：一是在故障狀態(tài)下，可快速切斷排液管路，安全性更高；二是采用電動球閥作為主要切斷和開關(guān)閥門，

12、受污水內(nèi)雜質(zhì)沖擊影響較?。蝗菤鈩訂巫饔脷飧浊蜷y作為緊急切斷閥，氣源來自氮氣氣瓶，取消了接自站內(nèi)自用氣系統(tǒng)的氣源管線，且開啟時氮氣就地放空無安全隱患；四是自動排液裝置由撬裝改為散裝后，每套設(shè)備可節(jié)省投資6萬元，能夠在很大程度上節(jié)約成本，緩解排液裝置造成的壓力，對污水采取更加優(yōu)化的處理方式，在檢測單元上達到技術(shù)要求，降低液位故障，在維持氣田電站穩(wěn)定的情況下，按照對應(yīng)的指示方式進行系統(tǒng)的整體性優(yōu)化。 四、結(jié)論 （一）自動排液裝置在氣田應(yīng)用以來，能夠適應(yīng)氣田生產(chǎn)的需要。（二）針對生產(chǎn)中暴露的不適應(yīng)性，分別在污水計量裝置與撬裝式設(shè)計上做出優(yōu)化，技術(shù)可行，降投資效果明顯，可作為今后氣

13、田建設(shè)常規(guī)設(shè)計推廣。 參考文獻 [1]陳志軍,李健,劉亞茹等.集氣站分離器使用效果評價及改進[J].石油化工設(shè)備.2007. [2]林存瑛.天然氣礦場集輸[M].北京：石油工業(yè)出版社.1997. [3]趙莉,崔建軍,關(guān)克明,龍雄云,康文翠,陳康林,武天納,馮軍科.影響三相分離器運行效果的因素分析[J].石油化工應(yīng)用.2013(02). [4]張彩虹,張蕾,李寧,姜曉波,朱東華,劉鐵.遼寧化工.三相分離器在慶一聯(lián)合站運行優(yōu)化分析[J].2012(04). [5]李慧,喬光輝,張小龍,周江,茍利鵬.高效三相分離器在姬塬油田原油脫水中的應(yīng)用[J].石油工程建設(shè).2011(04). [6]周書院,張建紅,解立春,趙金玲.高效三相分離器的優(yōu)化設(shè)計[J].油氣田地面工程.2010(10). [7]朱斌.氣液分離器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].計算機仿真.2010(01). [8]任相軍,王振波,金有海.氣液分離技術(shù)設(shè)備進展[J].過濾與分離.2008(03). [9]周霞.高效三相分離技術(shù)與油田工藝簡化[J].油氣田地面工程.2008(07). 5