無人輸氣站場分離器的自動排污

大慶油田設(shè)計院

無人輸氣站場分離器的自動排污

姚緒波大慶油田設(shè)計院

輸氣站場自動排污裝置主要有機械式、電控式、氣控式和電/氣聯(lián)控式4種類型。自動排污監(jiān)控系統(tǒng)由液位檢測器、液位監(jiān)控系統(tǒng)、排污控制柜、排污撬等部分構(gòu)成。為了保證分離器排污及站場安全，防止高壓氣體進(jìn)入排污管線，排污時閥門要緩慢開啟、快速關(guān)閉，在排污裝置設(shè)計中，可以通過改變氣動控制回路來實現(xiàn)。該裝置除自動排污基的本功能外，還能實現(xiàn)排污次數(shù)記錄、排污累積計量、高液位報警、上傳液位高度和閥門開關(guān)等信息。

輸氣站場；排污裝置；液位計；調(diào)節(jié)；壓力

1 裝置類型與功能

輸氣站場自動排污裝置類型主要有機械式、電控式、氣控式和電/氣聯(lián)控式4種類型。

油氣站場使用的自動排污裝置屬于電/氣聯(lián)控式裝置，可使用在多種天然氣站場，實現(xiàn)了過濾分離器自動排污及污水量累積計量。該裝置可提高天然氣站場的自動化水平，避免人工排污時由于操作失誤或?qū)撁媾袛嗍д`造成天然氣進(jìn)入排污池或排污罐等危險發(fā)生，減少站場內(nèi)天然氣的損耗，降低環(huán)境污染和發(fā)生事故的幾率，可以實現(xiàn)無人站場的自動排污功能。

2 裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)

自動排污監(jiān)控系統(tǒng)由液位檢測器（包括液位變送器）、液位監(jiān)控系統(tǒng)（包括電源、PLC、人機界面、報警器）、排污控制柜、排污撬（包括氣動自動排污閥）等部分構(gòu)成，如圖1所示。

2.2 排污原理

磁浮子液位計用于檢測分離器內(nèi)液位高度，并能在現(xiàn)場直觀地顯示出分離器內(nèi)液位。液位傳感器及信號轉(zhuǎn)換模塊、防爆接線盒組成的液位信號變送器固定在液位計外側(cè)。液位遠(yuǎn)傳變送器的傳感元件由干簧管、電子元件組成，當(dāng)液位計的磁浮子隨液面移動時，由于磁力的作用使干簧管閉合，轉(zhuǎn)換器將液位高度轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號，使液位參數(shù)對應(yīng)的電流能夠遠(yuǎn)傳、測量、記錄和控制。當(dāng)分離器內(nèi)液位升至設(shè)定排污高度值時，液位監(jiān)測控制器（Ⅱ）內(nèi)的PLC做出判斷并發(fā)出指令，使電磁閥通電打開。此時由氣動控制柜單元減壓至工作壓力的天然氣通過電磁閥進(jìn)入排污閥的氣動執(zhí)行機構(gòu)，該排污閥開啟，分離器內(nèi)壓力推動污水排出，實現(xiàn)污水排放。當(dāng)分離器內(nèi)污水的液位下降至設(shè)定值時，液位監(jiān)測控制器操作電磁閥關(guān)閉而使氣體轉(zhuǎn)向，排污閥執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)的天然氣經(jīng)轉(zhuǎn)向后通過電磁閥排出，排出氣體后排污閥自動關(guān)閉，結(jié)束排污。監(jiān)控系統(tǒng)記錄排污次數(shù)、累計排污量，裝置各部分復(fù)位，準(zhǔn)備下次排污。

圖1 自動排污裝置結(jié)構(gòu)

2.3 特點與功能

（1）自動排污裝置排污時液位控制的靈敏度較高。不但上下液位設(shè)定、調(diào)節(jié)方便，而且結(jié)構(gòu)比較簡單，可定制性強，可以適應(yīng)不同的工作場所、介質(zhì)、溫度環(huán)境，其適應(yīng)性高。為了保證分離器排污及站場安全，防止高壓氣體進(jìn)入排污管線，排污時閥門要緩慢開啟、快速關(guān)閉，在排污裝置設(shè)計中，可以通過改變氣動控制回路來實現(xiàn)。

（2）可靠性和安全性高。該裝置中的磁浮子液位計和電動調(diào)節(jié)閥等系統(tǒng)重要部件選用天然氣行業(yè)應(yīng)用成熟的高質(zhì)量產(chǎn)品，保證排污裝置工作的可靠和穩(wěn)定。該裝置采用站場內(nèi)輸送的天然氣為工作氣源，獲取方便，壓力適應(yīng)范圍較寬。選用的調(diào)節(jié)閥能夠自動控制和手動操作，不僅可以在系統(tǒng)正常工況下實現(xiàn)自動控制排污，也可在裝置出問題或者站場檢修時采用人工操作進(jìn)行排污。

（3）現(xiàn)場安裝過程簡單，無需設(shè)備基礎(chǔ)。本系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，方便設(shè)備安裝、檢修、維修，節(jié)省了安裝時間，降低了勞動強度，裝置設(shè)置旁路閥門，可以在站場不停輸?shù)那闆r下進(jìn)行設(shè)備維修。

（4）設(shè)備可擴展性強。該裝置除具有自動排污的基本功能外，還能實現(xiàn)排污次數(shù)記錄、排污累積計量、高液位報警、上傳液位高度和閥門開關(guān)等信息。此外，可以根據(jù)實際需要，實現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)以及其他監(jiān)視、控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和通信，進(jìn)一步提升站場的自動化水平。

3 結(jié)語

（1）自動排污裝置不僅解決了無人站場分離器排污問題，也提高了站場的自動化控制水平，可實現(xiàn)現(xiàn)場自動控制和調(diào)控中心控制，降低巡檢人員勞動強度。

（2）自動排污裝置的液位可以達(dá)到較高的精度，始終保證排污閥前管線中保留污水，阻擋天然氣串入排污系統(tǒng)；并且關(guān)閉排污閥的速度快，可有效地避免手動排污產(chǎn)生的誤操作，避免天然氣通過排污裝置流向排污罐或排污池。

（3）由于長輸管道氣質(zhì)較好，輸氣管道站場排污量較少，排污裝置工作頻率低，需針對該情況改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使之在相對較長的排污周期內(nèi)性能更穩(wěn)定。

（4）輸氣站場運行壓力較高，有的站場運行壓力在10MPa以上，且隨下游用戶用氣量變化而波動較大，因此為自動排污裝置提供氣源的接管位置最好在站內(nèi)分輸?shù)恼{(diào)壓裝置之后，調(diào)壓后氣源壓力較低，更安全，并且穩(wěn)定。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.049