東方終端收球工藝設(shè)計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)

李攀科（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司東方終端，海南 東方572600）

在石油化工行業(yè)，長(zhǎng)距離輸送天然氣管線(xiàn)清管工藝已經(jīng)比較成熟，但是每個(gè)處理裝置在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中總會(huì)遇到各種問(wèn)題，這些問(wèn)題往往給整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行和外輸質(zhì)量控制上帶來(lái)諸多困擾。本文對(duì)東方終端上岸收球工藝問(wèn)題進(jìn)行了分析，并針對(duì)性地提出工藝風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)方法。

1 東方終端上岸收球工藝簡(jiǎn)介

中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司東方終端（以下簡(jiǎn)稱(chēng)終端）位于海南省羅帶鄉(xiāng)，是中海油湛江分公司東方氣田和樂(lè)東氣田的陸上天然氣處理終端。來(lái)自東方氣田和樂(lè)東氣田的天然氣分別通過(guò)各自的海管輸送到東方終端，為提升海管的輸送效率，需要定期對(duì)海管進(jìn)行清管作業(yè)，清管操作需要通過(guò)終端上岸收球工藝實(shí)現(xiàn)。

終端上岸收球工藝簡(jiǎn)圖如下：

圖1 終端上岸天然氣收球工藝

圖2 樂(lè)東上岸段塞流捕集器

當(dāng)東方海管清管球進(jìn)入收球筒后，來(lái)自東方海管的3.4MPA 組分50%的天然氣直接進(jìn)入東方段塞流，分離出的天然氣通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥PV1調(diào)壓到3.25MPA后穩(wěn)定外輸，分理出的凝析油進(jìn)凝析油處理系統(tǒng)，而當(dāng)樂(lè)東海管清管球進(jìn)入收球筒后，來(lái)自樂(lè)東海管的3.4MPA 組分73%的天然氣首先要經(jīng)過(guò)上岸調(diào)節(jié)閥PV2調(diào)壓到3.35MPA后進(jìn)入樂(lè)東段塞流，天然氣經(jīng)分離后向下游輸送，分離出的凝析油進(jìn)凝析油處理系統(tǒng)；鑒于東方和樂(lè)東天然氣組分不同，各自用戶(hù)對(duì)組分需求也不同，設(shè)計(jì)流量調(diào)節(jié)閥FV工藝實(shí)現(xiàn)東方海管氣和樂(lè)東海管氣互配。

2 東方和樂(lè)東海管天然氣收球工藝分析

圖2是樂(lè)東海管天然氣上岸工藝簡(jiǎn)圖。收球時(shí)液塞進(jìn)入段塞流前首先經(jīng)過(guò)入口的的一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥。

當(dāng)液塞進(jìn)入段塞流捕集器后，會(huì)引起液面快速上升，壓力下降，此時(shí)通過(guò)壓力控制器會(huì)調(diào)整入口閥門(mén)的旁通分?jǐn)?shù)，旁通分?jǐn)?shù)增大，使段塞流捕集器內(nèi)的壓力上升。

緊隨在液體段塞之后，氣體段將迅速進(jìn)入段塞流捕集器中。由于伴隨氣泡段進(jìn)入的液體量很小，因此液面會(huì)進(jìn)一步下降，直至到最低液位，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)相應(yīng)的減小壓力調(diào)節(jié)閥，以保持壓力段塞流捕集器內(nèi)壓力平衡。

優(yōu)點(diǎn)：段塞流捕集器內(nèi)壓力比較穩(wěn)定，波動(dòng)小，組分變化小，對(duì)下游氣體處理廠(chǎng)的影響小。

缺點(diǎn)：（1）調(diào)整過(guò)程中，閥門(mén)旁通分?jǐn)?shù)增大，對(duì)進(jìn)入段塞流捕集器內(nèi)液體流量控制能力差；（2）進(jìn)入段塞流捕集器內(nèi)液體流量大于排出流量時(shí)，由于下游氣體氣體無(wú)節(jié)流部件，段塞流捕集器內(nèi)氣體會(huì)越來(lái)越少，為了保持壓力恒定，閥門(mén)旁通分?jǐn)?shù)會(huì)越來(lái)越大，液位一直上升，可能導(dǎo)致捕集器溢流。

圖3是東方海管天然氣上岸工藝簡(jiǎn)圖。壓力控制閥門(mén)安裝在段塞流捕集器的下游。

圖3 東方上岸段塞流捕集器

當(dāng)液塞進(jìn)入段塞流捕集器，將會(huì)引起段塞流捕集器內(nèi)較大的壓力波動(dòng)、液位波動(dòng)，這種波動(dòng)可通過(guò)壓力與液位控制器調(diào)整安裝在捕集器氣體和液體出口管件上的閥門(mén)旁通分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)節(jié)氣體和液位的排出流量加以緩解。

優(yōu)點(diǎn)：（1）由于出口氣體節(jié)流，當(dāng)混輸管道內(nèi)最大液塞到達(dá)段塞流捕集器時(shí)，段塞流捕集器可作為液體的臨時(shí)儲(chǔ)存器起到緩沖作用，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保證向下游持續(xù)供氣；（2）段塞流捕集器內(nèi)壓力比較穩(wěn)定，波動(dòng)小，組分變化小，對(duì)下游氣體處理廠(chǎng)影響小。

缺點(diǎn)：當(dāng)進(jìn)入段塞流捕集器液體流量持續(xù)大于排出流量時(shí)，會(huì)造成段塞流捕集器內(nèi)液位不斷上升，壓力增大，壓力增加到設(shè)定值，壓力調(diào)節(jié)閥的旁通分?jǐn)?shù)增大，段塞流捕集器內(nèi)壓力又降低，壓力低到設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)旁通分?jǐn)?shù)又會(huì)減小。當(dāng)段塞過(guò)長(zhǎng)時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥將反復(fù)重復(fù)上述過(guò)程，最終導(dǎo)致段塞流捕集器全是液體，壓力調(diào)節(jié)失效，造成溢流風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，前者最大的問(wèn)題在于前置調(diào)節(jié)閥容易受到阻塞，無(wú)段塞流捕集器緩沖作用，易導(dǎo)致輸氣短暫終端給下游造成損失；后者因?yàn)橛卸稳鞑都饔休^好的緩沖作用，但是要求在設(shè)計(jì)上捕集器容量足以應(yīng)對(duì)段塞需求。根據(jù)實(shí)際工藝，樂(lè)東海管基本屬于干氣海管，所以只做好收球小段塞應(yīng)對(duì)即可。東方海管為混輸海管，大量凝析油上岸會(huì)導(dǎo)致因段塞流捕集器容量有限而中止外輸。

3 解決方法及效果分析

近年來(lái)，隨著東方海管凝析油量的增大，東方段塞流捕集器不足以應(yīng)對(duì)足夠量的凝析油，加之，考慮到樂(lè)東海管為干氣輸送海管，于是將終端上岸收球工藝進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖4：

圖4 終端上岸天然氣收球工藝

針對(duì)東方海管收球：

清管球進(jìn)入收球筒后，液塞經(jīng)過(guò)LV2 進(jìn)入原樂(lè)東段塞流，當(dāng)原樂(lè)東段塞流液位達(dá)到處理能力時(shí)，邏輯自動(dòng)打開(kāi)LV1，關(guān)閉LV2，液塞進(jìn)入原東方段塞流，當(dāng)原東方段塞流達(dá)到處理量時(shí)，邏輯自動(dòng)關(guān)閉LV1，液塞通過(guò)新東方段塞流處理。這樣以來(lái)，利用三個(gè)段塞流的存儲(chǔ)空間和處理能力，應(yīng)對(duì)壓力控制閥安裝在段塞流后液塞過(guò)長(zhǎng)，壓力調(diào)節(jié)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)樂(lè)東海管收球：

（1）日常應(yīng)關(guān)注樂(lè)東海管來(lái)液量，對(duì)比樂(lè)東裝置產(chǎn)液量，判斷氣量和帶液能力的大致關(guān)系，設(shè)置合理通球周期，避免終端上岸出現(xiàn)大液塞；

（2）清管期間需保持樂(lè)東海管供氣氣量和組分穩(wěn)定，確定清管球到達(dá)時(shí)間，做好充分應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備；

（3）鑒于東方海管和樂(lè)東海管氣組份差異較大，通球前通過(guò)FV盡量保持樂(lè)東向東方較低的配氣量；必要時(shí)，樂(lè)東氣田需要配合適當(dāng)減氣以保障樂(lè)東海管上岸PV2能夠全開(kāi)，減小收球液阻的風(fēng)險(xiǎn)；

（4）在樂(lè)東海管清管作業(yè)前，將樂(lè)東海管上岸壓力盡可能的降低一些，保持與工藝系統(tǒng)壓力相當(dāng)，在清管球到達(dá)之前PV2手動(dòng)全部打開(kāi)，盡量降低液塞經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥時(shí)對(duì)下游的影響；

（5）在清管前，要保證凝析油處理容器液位較低，以便及時(shí)的處理收到的凝析油，避免短時(shí)間內(nèi)來(lái)油超負(fù)荷；

（6）在清管前，將東方段塞流的壓力建高，以保證系統(tǒng)出現(xiàn)壓力低時(shí)能夠及時(shí)補(bǔ)充，避免下游用氣收到影響。

通過(guò)做好以上六點(diǎn)措施，可有效應(yīng)對(duì)液塞量大堵塞段塞流捕集器前壓力調(diào)節(jié)閥和來(lái)液緩沖能力弱導(dǎo)致下游用氣中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)終端東方和樂(lè)東兩條海管上岸清管收球工藝進(jìn)行分析，制定出風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，使終端應(yīng)對(duì)段塞流操作更加安全，輸氣也更加平穩(wěn)，在后期的操作應(yīng)用中取得了良好的效果。