脫水撬吸收塔故障分析及解決措施

田曉龍 鄭強 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 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)

天然氣采氣作業中，脫水撬可有效除去天然氣中的大部分水分，延緩管道內壁腐蝕，提高管線輸送效率，因而某采氣單位大量運用了天然氣脫水撬。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暴露出來，繼而影響了脫水撬的正常運行。本文根據某采氣單位脫水撬吸收塔運行過程中出現的問題，采用排除法分析脫水撬吸收塔的故障原因，針對吸收塔內部結構提出了預防降液管堵塞的檢修措施和吸收塔的改造設想。

脫水撬；吸收塔；降液管；絲網捕霧器；清洗堵頭

含硫天然氣在集氣站內經過濾分離后送入脫水撬，先經吸收塔底重力分離段脫除一部分游離水，向上經塔底捕霧絲網初步氣液分離，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。脫水后的干氣經塔頂捕霧絲網后穩壓出吸收塔，進入輸氣管線。

1 脫水撬吸收塔故障分析

根據現場解剖，對吸收塔內部構造進行測繪分析，判斷為以下因素導致吸收塔降液管堵塞：

（1）絲網捕霧器破損

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

根據設計圖紙可知每個降液管進液口高出塔盤65mm,出液口距下層塔盤高度為25mm。通過現場對降液管進行測量，每個降液管進液口高出塔盤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

根據吸收塔構造和現場解剖分析，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，部分塔盤降液管與清洗堵頭正對，集氣站檢修作業時對吸收塔塔盤逐層進行清洗，根據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，根本無法將塔盤內的泥沙、銹渣等雜質沖出塔盤。

2 脫水撬吸收塔改造設想

（1）脫水撬吸收塔塔底絲網捕霧器改造

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

絲網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。計算結果只是理想情況，與真實值有一定的偏差，假設偏差因子為Z，則可較為準確的得出真實值。

（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，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，進而堵塞降液管。

3 結語

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部構造有了更深一步的了解。依據這次檢修得出以下結論：傳統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部結構相同，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。只進行清水熱循環溶解去除內部集聚的結晶鹽；捕霧絲網的功能能夠過濾天然氣中的凝結水以及固體顆粒和機械雜質，還起到一定的除沫作用，為了確保吸收塔的正常運行，應盡可能的保證吸收塔內部捕霧絲網的完好；根據吸收塔的內部結構判斷分析，吸收塔處于封閉狀態，內部機械雜質根本無法在清洗的過程中有效去除，而機械雜質會隨著脫水撬的運行被天然氣持續帶入塔盤，隨著氣田開發生產年限的增加，塔盤內部堆積的雜質會越來越多，吸收塔堵塞故障將會陸續出現；對解體的普帕克和國產吸收塔內壁進行檢查，發現吸收塔內部除捕霧絲網破損外，其余構件完好，設備本體以及內壁比較光滑，無明顯腐蝕，根據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的普帕克和國產脫水撬吸收塔均可以繼續長期安全使用；通過現場解體檢查發現吸收塔內部除第8層塔盤和富液集液箱堆積雜質較多，其余塔盤表面均比較干凈，建議在以后出現吸收塔故障整改時，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想，因為數據不精確，計算結果有一定偏差，所以接下來的工作可針對這個設想，首先收集數據，進一步驗證其可行性，其次改造一個站的吸收塔，通過實踐驗證，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行中常見問題分析及對策[J].石油化工應用，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。