乌鲁木齐压气分输站过滤器在线排污可行性分析

乌鲁木齐压气分输站过滤器在线排污可行性分析

王越睿

国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司 新疆 乌鲁木齐 830011

摘要：针对乌鲁木齐压气分输站实际作业过程中无法满足高效生产运行排污频次的问题，开展了过滤器在线排污应用实践，然而该项作业风险极大，必须进行在线排污可行性分析，通过过滤器在线排污可行性分析，选择合适改造方案，降低作业风险和天然气放空量，在特殊生产运行工况，需增加排污频次时，减少人员作业工时，为过滤器排污作业，在规定时间内有序安全完成提供本质安全保障。

关键词：乌鲁木齐压气分输站；过滤器；在线排污；可行性分析

背景及目标

乌鲁木齐压气分输站共计有18台过滤器，西二线6台卧式过滤器、6台气液聚结器，西三线6台组合式过滤器。按照体系文件要求，站场每年进行3次离线排污作业。自2020年11月，上游呼图壁储气库高水露点天然气反输后，按照公司生产运行部要求每2天进行排污，在实际作业过程中，发现严格按照体系文件进行1次离线排污作业需24小时，即3个工作日，无法满足上级部门要求排污频次。为此，作业区选择进行过滤器在线排污，但是该项作业风险极大。

通过过滤器在线排污可行性分析，选择合适改造方案，降低作业风险和天然气放空量，在特殊生产运行工况，需增加排污频次时，减少人员作业工时，为过滤器排污作业，在规定时间内有序安全完成提供本质安全保障。

1可行性分析过程

1.1体系规定

（1）《卧式过滤器操作维护保养规程》中排污周期的确定（压气站）要求：冬季运行期间，对于分离器单次排污总量<0.1方时，每季度排污一次，≥0.1方时相应增加排污频次。1季度期满应逐路进行排污，保证所有路全部排污1次。夏季运行期间，对于分离器单次排污总量且连续两次均<0.1方时，每6个月排污一次，≥0.1方时相应增加排污频次。6个月期满应逐路进行排污，保证所有路排污1次。

（2）《气液聚结器操作维护保养规程》中排污周期的确定（压气站）要求：冬季运行期间每季度进行一次排污，超过0.1方的，增加排污频次。

（3）《组合式过滤分离器操作维护保养规程》未做硬性要求。

（4）《西气东输二三线西段操作原理》离线排污流程：排污前，首先关闭需要排污的过滤设备上下游阀门，将天然气压力放空至0.8MPa以下，再关闭放空阀门，最后打开过滤设备底部手动阀门排污。

1.2现实工况

图1 水露点与进站温度对比图

根据以上对比图1可见，由于上游呼图壁储气库反输高水露天然气，导致站内工艺气运行温度时常高于水露点运行，此运行工况极易造成过滤器、调节阀冰堵。

GB50251-2015《输气管道工程设计规范》规定：长输管道天然气水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃；针对此异常工况，公司生产运行部发布《关于启用西二三线乌鲁木齐压气站过滤器液位计的通知》，要求确保每台过滤器每两天开展一次排污作业。

以进站平均压力8MPa，按照体系文件《输气管道工艺操作规程》要求，放空速度≤0.3MPa/min，充压速度≤0.1MPa/min要求计算，对一路过滤器进行离线排污作业，时间约为120分钟，西二线过滤器放空量约为2000m³，西三线过滤器放空量约为1500m³，每次排污时间合计24小时，放空量约为4.2万m³，每两天进行排污，每月放空量约为63万m³，以上海1m³天然气3.79元计算，每月放空天然气价值238.77万。

以上数据可见，异常工况下的高频次离线排污作业，造成极大的作业耗时及天然气资源浪费。（12月27日、28日，中央气象台相继发布寒潮黄色、橙色预警，全国大部地区出现入冬以来最寒冷天气，用气量大幅增加；特别是12月30日中亚主力气源设备故障，进气量由计划的1.1亿方降至6400万方，为国内紧张的供需形势雪上加霜。）

《西气东输二三线西段操作原理》7.13 排污的控制和操作中已明确：西一线轮南、孔雀河压气站过滤分离器排污进行了在线排污改造，增加了在线排污功能，实现在线排污和离线排污两种功能切换。

西气东输公司已于2016年完成所辖西气东输一线站场过滤器在线排污改造作业。

2可行性分析结果

参考西气东输改造案例，分析压气站改造所需关键参数。

2.1孔板级数的确定

因排污过程存在液态水，根据HG/T 20570.15-95《管路限流孔板的设置》中有关液体管道限流孔板的设置规定：

（1）当液体压降小于或等于2.5MPa时，选择单板孔板。

（2）当液体压降大于2.5MPa时，选择多板孔板，且使每块孔板的压降小于2.5MPa。

2.2孔数的确定

管道公称直径小于或等于150mm的管路，通常采用单孔孔板；大于150mm时，采用多孔孔板。

以西二、三线最高运行进口压力10.5MPa，排污系统压力降至0.8MPa，排污汇管150mm计算，可选择4级单孔板。

2.3分析结果

通过以上分析，我们得出以下两种解决方案:

方案一：在排污球阀后并联一路排污管线，在管线上设球阀+4级限流孔板+阀套式排污阀（图1）。

说明1：粗实线为新建管线，细虚线为已建管线；说明2：该孔板为4级单孔孔板

图2 过滤分离器在线排污改造示意图

该方案优点是能实现在线排污和离线排污两种功能切换。缺点是现场需动火改造，造价高。

方案二：对排污球阀与阀套式排污阀之间直管段进行改造，加工为带4级限流孔板管段后，进行回装。其优点是施工简单，无需现场动火。缺点是更换过滤器滤芯时，容易造成过滤器排污管线堵塞。

综上所述：方案一可行性更高，虽然投资成本高，但可以实现过滤器在线和离线排污切换，保证过滤器滤芯更换等大型作业的正常开展，同时可以利用动火作业进行西二线排污总管更换或者吹扫清理工作。

3结束语

通过对乌鲁木齐压气分输站过滤器在线排污可行性分析得出了两种解决方案，其中在排污球阀后并联一路排污管线，在管线上设球阀+4级限流孔板+阀套式排污阀方案可行性更高，虽然投资成本高，但可以实现过滤器在线和离线排污切换，保证过滤器滤芯更换等大型作业的正常开展，同时可以利用动火作业进行西二线排污总管更换或者吹扫清理工作。

参考文献：

[1] 邰军. 长输天然气管道压气站运行分析[J]. 油气田地面工程.2020(08):38-42.