摘要：天然气处理场站放空系统是点火燃烧应急系统，负责装置内闪蒸汽排放、平衡装置压力和检修时装置泄压天然气燃烧。此系统可减少对环境的危害需，主要由低压放空管线、低压放空气液分离器及低压火炬组成。本文分析克拉某天然气处理站运行时放空管线冻堵原因及解决措施，保障装置冬季安全平稳运行。
关键词：低压放空系统；内漏；冻堵
克拉处理站位于天山南麓，自然环境恶劣，冬季严寒且漫长，最低温度可达-32℃，采用三甘醇脱水工艺，处理站主要作用是脱去天然气中的烃和水，以降低烃水露点，满足外输需求。此处理站共有四套装置，每套装置设计处理能力500万方每天，总体规模为2000万方每天，处理能力处于国内较高水平，以确保向西气东输管道安全、平稳供气，并满足调峰用气的需求。
一、低压放空系统构成及问题概述
克拉处理站低压放空系统由低压放空管线、低压放空气液分离器及低压火炬组成，是点火燃烧应急系统，负责装置内闪蒸汽排放、平衡装置压力和检修时装置泄压天然气燃烧。
图一 处理站火炬系统
此处理站多次在低压放空管线中发现有大量水和凝析油的积液，需要频繁地用氮气来吹扫低压放空管线，增加了劳动强度，频繁开关阀门也造成了阀门内漏的情况发生。积液如排放不及时，冬季运行时将发生冻堵，严重时将影响装置安全平稳运行。
二、低压放空冻堵原因分析
排放于低压放空系统的闪蒸气，随着压力下降，温度下降，冷凝出凝析油和水。这些凝析油和水在管线中聚集，在放空管线气流带动下聚集于管线低洼处。低洼处一般为低压放空管线排液甩头、U型管段附近以及场外低压火炬分液罐至低压火炬段管线。当环境低于一定温度时，上述管段在易出现冻堵情况，为防止冻堵发生，管线积液断需频繁开关阀门进行吹扫排液，也因此带来阀门内漏、冻堵等问题。
由于克拉处理站位于天山南麓，自然环境恶劣，冬季严寒且漫长，最低温度可达-32℃，管线冻堵问题尤其严重，影响装置平稳运行，主要冻堵段冻堵原因分析如下：
1.排放气分液罐分离效果差，冬季低压放空管线平均每百万方气排液约0.050方。
2. 低压火炬分液罐至低压火炬距离约500米，管线跨度较长、坡度较小、在设计时未考虑全面，没有预留足够的排液甩头，部分管段中存有积液无法排出。
3.脱水吸收塔TEG富液中含有烃类及水，TEG至下游流程TEG闪蒸罐中，闪蒸效果不好，闪蒸后的半贫液含水含烃较为严重，导致重沸器中汽提气汽提后的排放气含烃含水。
4.排放气经过排放气后冷却器的温度受循环水温度影响，间接受TEG后冷器换热温度影响，由于采用手动阀门控制，温度控制稳定性差，造成排放气经过排放气后冷器的换热后温度较高，从而降低了排放气分液罐的分离效果，使烃类及水被带到低压放空管线中造成冻堵。
图二 放空管网冻堵原因分析
三、低压放空系统冻堵对策研究
针对分析的原因，可采取以下几项措施来消除和减弱放空系统积液问题，从而消除放空管线冻堵问题。
1. 针对闪蒸分离效果差，在排放气回收单元增加一台三相分离器，并且适当降低操作压力，将排放气中携带的水和凝析油蒸汽更充分地进行分离，减少排放气至低压放空系统的带液量。
2.针对低压放空管线过长，有长段U型弯结构的问题，在停产检修期间，对低压火炬气液分离器到低压火炬段低压放空管线增加一组电伴热，进行双程伴热，并且增加了4只排液甩头，以便冬季对该段放空管线进行排液以及积液情况的监测，降低冬季管线冻堵的可能，保证管线畅通。
3.每年检修对需要开罐检修的原料气聚结过滤器进行滤芯更换，提高原料气气液分离效果，减少凝析油进入脱水塔TEG系统最终被带入低压放空系统的可能性。
4.增加排放气系统对排放气进行再利用，投用两台排放气压缩机，对排放气进行三相分离脱水脱烃，由排放气压缩机增压后与燃料气一同进入燃料气分液罐，进行再利用。
5.调节循环水流量温度及流量，降低三相分离器操作温度，以减少液相蒸发量，增强分离效果，尽可能的将油和水分离出来。
四、结论及建议
对排放气系统进行改造，增加三相分离器，对油、水进行了分离，降低了油、水进入低压放空系统的可能；低压放空管线增加了双程电伴热，保证了管线内的温度保持在可能发生冻堵的温度之上，大幅减小了冻堵的可能性；放空管线低洼断增加排液甩头，减少盲点积液；及时更换原料气聚结过滤器滤芯，提升分离效果；投用排放气压缩机，大大的降低了排放气带液进入低压放空管线的可能性，并且将排放气加以利用还带来了经济效益，减少了燃料气的消耗量。
针对高寒地区的天然气处理站低压放空系统，设计时要充分考虑低温带来的冻堵风险，在设计时要多考虑将闪蒸气进行充分闪蒸，并在其他流动量少的管线上增加伴热设施，针对管线U型弯结构增加就地低点排液，通过以上综合措施减少管线冻堵带来的装置运行风险。
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论文作者:柴雷,曲力,张予杰,郭仕为,李志刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：低压论文; 管线论文; 闪蒸论文; 系统论文; 放气论文; 装置论文; 天然气论文; 《基层建设》2019年第14期论文;