西氣東輸二線壓氣站臥式過濾器濾芯支撐改造

李姝

摘 要：西氣東輸二線工程是中國第一條引進境外天然氣資源的大型管道工程，由一條干線八條支線組成，管線全長8653公里，起于新疆霍爾果斯首站，橫穿中國15個省區市及特別行政區，止于香港。西氣東輸二線管道中間壓氣站場臥式過濾器用于凈化天然氣，是壓氣站重要設備之一，拉桿斷裂、過濾器濾芯無法可靠固定是臥式過濾器工作中常見問題，對安全生產形成較大影響，需要加以研究針對性進行解決。

關鍵詞：西氣東輸；臥式過濾器；拉桿斷裂；可靠固定

中圖分類號：TE8 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0055-02

1 臥式過濾器工作原理

氣體從過濾器上端進入過濾器后室，后室中有65個過濾直徑5？滋m的濾芯，依靠過濾元件的過濾作用將微小顆粒或液體分離出來，有過濾效率高，去除粒徑小等優點，氣體通過過濾組件凈化后進入前室輸送至壓縮機入口增壓后輸往下游。

為防止濾芯松動，過濾較充分，采用支持板及壓板固定濾芯，而支持板壓板通過1.9m長的6個拉桿用螺紋連接形式固定，拉桿的另一端螺紋連接在濾芯管板內。

2 西氣東輸二線壓氣站臥式過濾器使用現狀

2011年現場員工開始陸續對沿線美國頗爾臥式MCC型過濾分離器（以下簡稱臥式過濾器）打開檢查，開始連續發現各壓氣分輸站場臥式過濾器拉桿與濾芯管板處斷裂，螺紋斷裂在濾芯管板內，無法拿出對拉桿進行更換。

2011年5月紅柳壓氣二站第二路過濾分離器更換濾芯時，其中一根拉桿斷裂。2011年9月張掖壓氣分輸站對過濾分離器第五路進行更換時，其中一根拉桿斷裂。2012年6月嘉峪關壓氣分輸站第六路臥式過濾分離器打開時，發現4根拉桿在濾芯管板處斷裂。因此需要對拉桿斷裂，過濾器濾芯無法可靠固定問題，進行解決。

3 研究過程及成果

3.1 分析過濾器拉桿固定方式

拉桿的作用是固定支板和壓板，從而使濾芯固定。但是存在缺點，（1）拉桿螺紋在加工過程中留有尖角在外界作用力的情況下會產生應力集中點，當拉桿擰入濾芯管板中的螺孔時，絲端與空口形成一個支點 在日常過濾器運行過程中，1.9m長的桿體要承受10MPa強大氣流的沖擊載荷，氣流沖擊載荷長期作用于桿件，超出桿件應力集中點所承受的疲勞應力極限后，導致從濾芯管板處產生斷裂。在一根斷裂之后拉桿慢慢失去平衡力將會導致更多的拉桿陸續斷裂，從而臥式過濾器濾芯不能充分過濾天然氣。（2）過濾器濾芯接管直接固定在過濾器的后室，過濾器內部充滿濾芯接管，無維修空間，維修人員無法將斷絲從濾芯管板上的螺孔中取出，導致無法維修。

3.2 改變固定方式

由于拉桿斷裂不可維修的缺點，從而需要更換對于支板和壓板的固定，現場經過測量發現過濾器盲板和壓板中間有263mm的空間，可以在該空間中制作支撐固定。從而有了“支撐式固定裝置”的解決思路，解決方案是：焊制口字型鋼架將其與支板進行固定，再根據支板固定后與盲板閉合后之間的距離焊制四根等長的支撐，各支撐前段連接一塊強彈性塑膠板（在擋板擺動的過程能夠產生較大的摩擦力），在盲板關閉后，支板與盲板通過支架緊密連接，起到直接固定的作用，同時通過緩沖墊與盲板之間的摩擦，消減了部分應力。

以嘉峪關壓氣站第六路過濾器為解決對象，現場測量、繪制，加工支撐式固定裝置裝置，包括框架8、支撐7、支撐9。框架8為槽鋼焊接件，長度1133mm，高度986mm，在框架8的周圍有6個M12的螺孔，在螺孔內連接一根M12*45的螺栓全螺紋，框架8的四周有上面為2個組合件支撐7，下面為2個組件支撐9。支撐為M16的雙頭螺母組合而成，螺栓固定在框架上，支撐高度263mm過濾器盲板對支撐進行緊壓，起到固定作用。

盲板鎖緊時，盲板內壁緊貼4個支撐表面，四個支撐傳遞盲板壓力框架，通過框架與支板連接的螺栓，支板與壓板連接的螺栓對濾芯起到支撐和壓緊作用。詳細如圖4、圖5：

3.3 技術創新點

本次改造采用了過濾器設備本身設計思路，更改原拉桿固定方式，改變為支撐固定方式，維護方便，固定可靠。支撐固定裝置于2014年12月申請實用新型專利，2015年8月5日國家知識產權局正式授予專利證書。專利號：ZL 2014 2 0773

233.0

4 應用推廣情況

西氣東輸二線西段嘉峪關壓氣站第六路過濾器經過2012年7月至2016年7月三年的現場實際應用觀察，使用情況良好，能有效解決拉桿斷裂無法維修問題，計劃2017年全年完成對管線范圍內24臺臥式過濾器進行改造。

5 結束語

西二線西段每座壓氣站6個臥式過濾器，如繼續采用原設計的拉桿固定方式，每臺臥式過濾器拉桿斷裂維修，所需費用預估為天然氣放空損耗費用22萬元，全站氮氣置換費用50萬元，有限空間作業人及新拉桿制作加工費5萬元，維修成本總計77萬元，維修完成后若繼續斷裂費用無法預估。采用新設計的支撐方式固定，所需費用為加工及制作支撐費用1.3萬元，單路氮氣置換費用0.7萬元，維修成本總計2萬元，并且投入為一次性投入。相比較新設計的支撐固定方式，維修支出僅為原拉桿固定方式的40分之一，可以有效減少維修費用，對于降本增效具有示范效應。

參考文獻：

[1]孫松堯.鉆井機械[M].石油工業出版社，2016.endprint