含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動裝袋技術(shù)

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(zhì)，俗稱為閃蒸氣，需集中處理后排放。磨高地區(qū)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(yīng)范圍廣、藥劑可再生利用，但會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物硫粒，需要通過人工操作進(jìn)行裝袋，存在較大的勞動強(qiáng)度和安全風(fēng)險，無法實(shí)現(xiàn)無人值守。為提高硫粒脫除效率，實(shí)現(xiàn)自動裝袋，筆者開展了硫粒自動裝袋技術(shù)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(fù)雜，其中硫磺脫除需要人工操作。筆者利用自動感應(yīng)稱重技術(shù)，設(shè)計了一套硫粒自動裝袋系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)主要包括自動裝袋機(jī)械裝置、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四個部分。在硫粒裝袋前，首先在系統(tǒng)中輸入需要裝袋的重量和電機(jī)轉(zhuǎn)動角度，并將輸入量與傳感器檢測得到的料框重量、位置數(shù)據(jù)、出料閥狀態(tài)進(jìn)行對比，若數(shù)據(jù)滿足條件，由PLC控制器處理后發(fā)出指令進(jìn)行裝袋作業(yè)。當(dāng)硫粒裝滿且出料口關(guān)閉的情況下，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，經(jīng)過齒輪傳動帶動裝料轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動到下一料框并對準(zhǔn)出料口時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，開始下一料框裝袋，由此實(shí)現(xiàn)硫粒自動裝料。

圖1 含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動袋裝系統(tǒng)示意圖

其中，機(jī)械結(jié)構(gòu)件主要包括裝料轉(zhuǎn)臺、底座、料框、電機(jī)驅(qū)動齒輪、稱重臺等。轉(zhuǎn)臺直徑為1.8 m，只需要安裝一個稱重傳感器就可實(shí)現(xiàn)所有裝袋稱重。以較為簡潔的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了硫粒大容量、長時間的高效自動裝袋。

本系統(tǒng)在龍王廟集氣東站進(jìn)行試運(yùn)（圖2），試驗結(jié)果顯示該裝置一次性可裝硫粒12袋，容量45 kg/袋，運(yùn)行時裝置通過自動感應(yīng)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動裝袋作業(yè)，當(dāng)轉(zhuǎn)臺上所有料框裝滿時，由系統(tǒng)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(jìn)行處理。試驗過程中其機(jī)械裝置、控制系統(tǒng)聯(lián)合動作，均運(yùn)行正常。

圖2 集氣東站硫粒自動裝袋現(xiàn)場應(yīng)用

3.作用和效果

硫粒自動裝袋系統(tǒng)設(shè)備成本約6萬元/套，節(jié)約人工240天/年×400元/（人·天·套）=9.6萬元/套，單套裝置年節(jié)約成本約3.6萬元。根據(jù)計劃安排，2022—2023年預(yù)計在川中油氣礦的近30套裝置進(jìn)行推廣應(yīng)用，預(yù)計年節(jié)約費(fèi)用100余萬元。此外，該技術(shù)還可在西南油氣田乃至其他類似裝置中進(jìn)行推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。

含硫氣田水閃蒸氣硫粒自動裝袋技術(shù)的應(yīng)用，大大減輕了操作員工的勞動強(qiáng)度和作業(yè)安全風(fēng)險，提升了氣田智能化管理水平，支撐了礦區(qū)場站無人值守工作的開展，保障了氣井產(chǎn)能的發(fā)揮。