野山聯(lián)合站三相分離器的改造

楊利波，李 強，蔡保良，李金峰

(中國石化中原油田分公司天然氣處理廠，河南濮陽 457162)

野山聯(lián)合站于2008年9月建成，是集原油集輸、原油穩(wěn)定、原油外輸、液化氣生產(chǎn)、干氣發(fā)電、污水處理及回注為一體的多功能聯(lián)合站。站內(nèi)的三相分離器是液化氣裝置原料氣進入裝置前的關(guān)鍵上游設(shè)備，其主要作用是把井場輸送來的原油進行氣、油、水三項分離，分離器的氣相則作為液化氣裝置的原料氣直接進入裝置。由于分離器最初的設(shè)計是手動控制，只是在控制室顯示液位高度，每當(dāng)分離器液位過高或過低時，如果操作人員不能及時處理，就會造成原料氣量的大幅波動，分離器液位過高時甚至導(dǎo)致原料氣中夾帶原油，給液化氣生產(chǎn)帶來很大的隱患，因此，三相分離器液位高、低的控制，對液化氣裝置平穩(wěn)、安全的運行具有重要的意義。

1 分離器的概念和原理

分離器的作用就是把混合的物質(zhì)分離成兩種或兩種以上不同的物質(zhì)的設(shè)備。

野山聯(lián)合站原油分離器采用的是油氣水三相分離器，油氣水三相分離器是油田開發(fā)生產(chǎn)過程中最常用的設(shè)備之一。油氣水三相分離器在油井產(chǎn)物進行氣液分離的同時，還能將原油中的部分水分離出來。隨著油田的開發(fā)，三相分離器的應(yīng)用也逐漸增多。

三相分離器的作原理:油氣水混合物進入三相分離器，利用油氣水三種物料的沸點不同進行預(yù)分離，通過蒸汽對物料進行預(yù)熱，使物料中原油伴生氣蒸出，預(yù)脫氣后的油水混合物根據(jù)相對密度的不同，水的相對密度大，大多在底部，從而由分離器的底部排除;同時利用分離器罐內(nèi)的壓力，將油壓到沉降罐，從而達到油氣水三相分離的目的。

2 野山聯(lián)合站三相分離器概況

野山聯(lián)合站三相分離器現(xiàn)狀是控制室內(nèi)顯示三相分離器的液位，分離器液位超高和超低時報警，再由操作人員手動控制油出口閥門控制液位高低(如圖1所示)，這樣就導(dǎo)致分離器液位忽高忽低，當(dāng)液位超高時未能及時處理就會造成。部分原油順著天然氣出口管線進入液化氣裝置，極有可能造成原料氣壓縮機帶油，從而導(dǎo)致壓縮機故障;當(dāng)液位超低時未能及時處理將會導(dǎo)致天然氣順著油出口進入到油路管線，從而導(dǎo)致液化氣裝置原料氣量急速下降，致使整個液化氣裝置緊急停車;分離器液位的過高或過低，嚴(yán)重的影響了液化氣裝置平穩(wěn)運行，降低了液化氣產(chǎn)量，增加了設(shè)備故障發(fā)生的機率。因此，通過對三相分離器的現(xiàn)狀進行分析，結(jié)合液化氣裝置生產(chǎn)現(xiàn)狀提出對三相分離器進行改造，在分離器液位手動控制閥的基礎(chǔ)上加裝自動PLC控制系統(tǒng)，通過PLC控制三相分離器的液位，從而保證三相分離器的氣相平穩(wěn)輸送到液化氣裝置。

圖1 野山聯(lián)合站三相分離器操作示意圖

3 三相分離器改造內(nèi)容

在三相分離器頂部加裝一個壓力變送器(如圖2所示)，在分離器氣相出口安裝一個氣動調(diào)節(jié)閥，由于原料氣壓縮機的設(shè)定壓力是0.15 MPa，只有在三相分離器的出口壓力大于0.15 MPa和壓縮機入口壓力有一定壓差的情況下才能保證供氣，而且沉降罐是常壓罐，只有三相分離器內(nèi)存在一定壓力才能保證將原油壓入沉降罐，因此將三相分離器的壓力調(diào)節(jié)閥的壓力設(shè)定0.2 MPa為最佳壓力，這樣不僅能保證分離器內(nèi)壓力穩(wěn)定，而且還能保證輸送到液化氣裝置的原料氣量的穩(wěn)定;再在含水原油進沉降罐管線添加一個自動調(diào)節(jié)閥，將原油的液位高低報警裝置改成翻板式液位計，另加遠(yuǎn)傳顯示，根據(jù)液位實際高度，利用自動調(diào)節(jié)閥控制液位高度，使其達到工藝要求，一般設(shè)定為70%液位，避免液位過高或過低，使分離器氣相平穩(wěn)輸送到液化氣裝置，針對翻板式液位計在冬季氣溫較低情況下，原油的流動性較差、可見度不高的情況，改造時還對翻板式液位計添加了防凍保溫措施，即添加伴熱帶。通過修改DCS系統(tǒng)和PLC程序，在控制室原有控制界面添加自動調(diào)節(jié)閥控制、壓力和液位的遠(yuǎn)程顯示，并設(shè)定了高低壓報警和高低液位報警聲光顯示，便于操作人員觀察和操作，使其適合工藝的要求。

圖2 三相分離器改造示意圖

4 改造后效果

通過對分離器液位控制系統(tǒng)的改造，分離器的液位控制由以前的手動控制變成了自動化控制，保證了液化氣裝置原料氣壓力的穩(wěn)定，也保證了輸油的穩(wěn)定，還確保了液化氣裝置安全平穩(wěn)的運行，提高了液化氣的產(chǎn)量，同時還節(jié)省了大量的人力，防止了大量原油進入液化氣裝置，聲光報警的設(shè)定也極大的減少了職工操作的失誤，三相分離器自動控制系統(tǒng)的改造在野山聯(lián)合站得到了成功的應(yīng)用。