浅议小型集气站仪表风气源改进

本文来源 真空技术网 原文地址 浅议小型集气站仪表风气源改进 针对目前靖边气田集气站仪表风气源单一 漏点多 耗气量大 使用的氮气 瓶更换频繁 存在气源中断 影响站内截断阀安全使用等情况 提出了新的仪表风 气源供气方式 以经济 简单的设计思路 彻底解决了小型集气站的仪表风气源 问题 1 1 现状及问题 现状及问题 截至目前 靖边气田已在多座集气站的进站区 外输区安装了紧急气动截 断阀 其仪表风气源都为充装高压氮气的氮气瓶 集气站紧急气动截断阀的仪 表风在运行过程中暴露出活接头 丝扣 截断阀本体 电磁阀及减压阀密封圈 部件受环境温度变化频繁漏气等问题 氮气瓶的频繁更换增加了气田生产维护 成本和员工的工作量 如不及时更换 生产过程中就会存在一定的安全隐患 2 2 不同仪表风供气源的比较 不同仪表风供气源的比较 靖边气田集气站仪表风气源为 0 6 0 8MPa 的氮气 只要满足站内的仪表 风气源压力 就可作为供气源 因此 使用氮气瓶 微型空气压缩机或集气站 内天然气 3 种气源均可 2 12 1 氮气瓶气源 氮气瓶气源 1 氮气源供气工艺流程 氮气瓶作为站内仪表风气源 即动力气源 其瓶 组高压氮气经供气总管减压阀降压至 0 6MPa 降压后的氮气经管线连接到进站 区和外输区紧急气动截断阀 氮气源供气流程见图 1 图 1 氮气源供气工艺流程示意图 2 氮气瓶作为仪表风气源的缺点 根据紧急气动截断阀的工作原理可知 只有开启和关闭时消耗氮气 运行过程不消耗氮气 现场试验发现 紧急气动 截断系统出现泄漏点 暴露出活接头 丝扣 截断阀本体 电磁阀及减压阀密 封圈部件受环境温度变化频繁漏气等问题 集气站紧急气动截断阀氮气消耗过 本文来源 真空技术网 原文地址 快 平均 1 瓶氮气可使用 10 15 天 少数集气站 1 瓶氮气可使用 2 3 个月 约有 8 个集气站 1 瓶氮气只能使用 3 5 天 氮气瓶的频繁更换 增加了截断阀 自动 手动转换次数 造成截断阀故障增多 使用寿命下降 进而增加了紧急气 动截断阀的运行及维护成本 3 解决措施 第一 仪表风管线与截断阀 电磁阀及氮气源接口尽量减少 活接 使用生料带密封缠绕 对查明泄漏点及时整改 对肥皂泡查不出的漏点 使用其他验漏方法 如在仪表风气源中加入加臭剂或色素等示踪剂查找露点 第二 对因工作环境温度而使电磁阀 减压阀密封圈等部件塑性变形损坏 对 紧急气动截断阀电磁阀 减压阀密封圈部件进行重新选型 2 22 2 微型空气压缩机气源 微型空气压缩机气源 1 微型空气压缩机的选型 目前 市场上的微型空气压缩机主要有往复式 螺杆式和离心式 3 种机型 往复式压缩机在国内微型机中技术较为成熟 费用 较低 每座集气站配有外电和燃料发电机 故推荐选用电驱往复式空气压缩机 经调研 适合本站的微型空气压缩机根据排气量分 3 类机型 排气量 0 1m3 min 排气量 0 2m3 min 排气量 0 3m3 min 2 供气工艺流程及技术要求 空气经过滤器进入空气压缩机 压缩后的空 气经过冷干机后进入过滤器过滤 过滤后的空气进入空气储蓄罐储集 并进入 站内仪表风总管 微型空气压缩机供气原理与氮气瓶供气原理类似 压缩后的空气替代氮气 作为供气源向紧急气动截断阀供气 不同之处为当空气储气罐气量达到某一设定 压力时 微型空气压缩机自动开启并向储气罐充气 达到某一设定压力后 微 型空气压缩机自动关闭 微型空气压缩机供气系统中加入了冷干机 过滤器和 减压阀 其作用是冷凝 干燥压缩后的空气 进一步过滤 调节压缩后空气压 力 3 空气压缩机理论开启频率计算 已知集气站站内紧急气动截断阀的理论 耗气速度为 1 5L s 即每分钟消耗氮气 90L 结合微型空气压缩机的相关性能 参数 选择排气量为 0 1m3 min 的微型空气压缩机即可满足截断阀的气量需求 结合目前靖边气田集气站紧急气动截断阀氮气瓶使用周期 可得出微型空 气压缩机理论开启频率公式 本文来源 真空技术网 原文地址 式中 F 为微型空气压缩机理论开启频率 h 次 Q1 为微型空气压缩机储气罐压力下降到 0 6MPa 时的消耗气量 L Q2 为氮气瓶压力由 12 5MPa 下降到 0 6MPa 时的消耗气量 L N 为氮气瓶使用周期 d 按 1 瓶氮气最少使用周期为 15d 计 且微型空气压缩机储气罐容积至少 65L 排气压力为 1 5MPa 时 微型空气压缩机的理论开启频率计算结果如下 即微型空气压缩机至少每隔 44 6h 开启 1 次 4 空气压缩机组的优点 第一 相比氮气瓶供气方式 微型空气压缩机供 气方式的优点是压缩空气成本低廉 压缩的空气是取之不尽的 可以持续不间 断地向紧急气动截断阀供气 减少了工作量 提高了工作效率 解决了站内仪 表风漏气而引起的运行成本增加的问题 第二 空气压缩机理论开启频率低 避免频繁启动 降低了动设备的故障率 保证了集气站内仪表风系统运行的稳 定 2 32 3 集气站内自用气气源 集气站内自用气气源 1 站内天然气作为仪表风气源工艺流程 利用集气站内外输天然气作为仪 表风气源 将外输区自用气管线增加调压器 适合仪表风压力的天然气连接到 气源总管 2 天然气作为仪表风气源的优点 其优点包括 1 供气稳定 o 整个供气流 程中钢管连接都采用焊接方式 减少了活接头 整个供气系统只有安装费用 运行成本低 与微型空气压缩机相比 无需机械设备的维修与保养及专业技术 人员的技术支持 3 天然气作为仪表风气源的缺点 其缺点包括 1 天然气是易燃 易爆气 体 整个供气系统又不能保证 零 漏点 天然气泄露在空气中存在着安全隐患 2 天然气中含水和 H2S 会腐蚀紧急气动截断阀供气系统 本文来源 真空技术网 原文地址 3 3 经济效益评价 经济效益评价 1 氮气瓶作为气源年平均运行成本 由于集气站内仪表风系统存在漏气问 题 平均每瓶氮气使用周期仅为 15d 按目前每瓶氮气价格 200 元 含运输费用 集气站年平均运行 320d 计算 氮气瓶供气源年平均运行成本为 4400 元 针对集气站仪表风漏气问题加强整改 结合有效管理 集气站平均每瓶氮 气的使用周期将会提升 根据不同氮气瓶使用周期 可得出不同氮气瓶供气源 年平均运行成本 见表 1 表 1 不同工况下氮气瓶供气源年平均运行成本 2 微型空气压缩机作为气源年平均运行成本 根据目前集气站紧急气动截 断阀运行情况 V 0 1 15 防爆型微型空气压缩机能够满足紧急气动截断阀的运 行 增加微型空气压缩机设备购置费 8700 元 含干燥器 过滤器等配套设备 管线材料费用 600 元 施工费用 2000 元 年平均维护费用 700 元 过滤器等部 件 若微型空气压缩机使用年限为 15 年 则年平均运行成本为 1220 元 3 集气站内自用气供气源年平均运行成本 安装集气站内天然气仪表风气源系统费用约为 8000 元 含测爆仪 主要为 一