2长庆油田第一采气厂第一净化厂 陕西西安 710000；
3长庆油田第一采气厂第三净化厂 陕西西安 710000；
4长庆油田第一采气厂第二净化厂 陕西西安 710000
摘要：天然气净化作为天然气生产中的重要节点，其净化脱水装置等净化设备高效、安全的运营是确保国家天然气安全和经济建设能够顺利实现的重要前提。净化脱水装置工艺生产中，多采用以柱塞泵增压驱动溶液循环。而由于柱塞泵、供液等参数指标的不稳定，造成在天然气净化中经常出现振动现象。本文从采气净化脱水装置管路振动原因展开研究，并在此基础上对采气净化脱水装置管路减振措施进行了一定的探索，将为采气净化企业的高效能、高效益运营提供参考。
关键词：净化脱水装置；振动；柱塞泵；接头
面对日趋严峻的环境压力，使我国能源生产企业及居民生活对天然气需求的缺口逐步加大，天然气生产总量不足成为制约经济社会发展的一大因素。天然气净化作为天然气生产中的重要节点，其净化脱水装置等净化设备高效、安全的运营是确保国家天然气安全和经济建设能够顺利实现的重要前提。同时，也是缓解人民日益增长的天然气需求和天然气供应总量之间的矛盾的重要手段。随着国家供给侧改革的实施，采气净化生产企业的运营压力也将持续提升。当前，在企业的一线生产中，净化系统的生产设备工艺中，多采用以柱塞泵增压驱动溶液循环。而由于柱塞泵、供液等参数指标的不稳定，造成在天然气净化中经常出现振动现象，致使柱塞泵的运行性能不稳，进而导致整个净化系统的运行不畅，给企业的安全生产带来了一定的隐患，如何减缓净化脱水装置管路减振，确保系统稳定，是摆在每个采气净化厂工作人员面前的一个大问题。
1.采气净化脱水装置管路振动原因
当前，天然气净化工艺中，对天然气的脱水多采用柱塞泵将再生合格脱水溶剂（TEG）注入脱水塔来进行净化作业并实现溶剂的系统循环。而在这一生产工艺的进程中，在与柱塞泵进出口相连的冷却器和接口管线容易出现较大的振幅，造成设备和管线的运行性损伤。作为采气净化脱水装置的核心设备，柱塞泵是一种依靠缸体内活塞往复运动产生动能的容积泵，主要是通过柱塞泵运行中的容积周期性变化来实现对溶液的吸排作业，对压力变化和运行环境有着精准的计量要求和参数设定。活塞工作腔中液体压力在整个吸入过程中保持不变，等于吸人端压力；在排出过程开始的瞬间液体压力骤增至排出端压力，整个排出过程中也保持不变，是柱塞泵的理论运行状态。而实践生产中多由于活塞与缸体的密封泄露、阀滞后等诱因，导致柱塞泵的吸入作业和排出作业中出现峰值及脉动。
1.1 柱塞泵性能所引发的采气净化脱水装置管路振动
在采气净化脱水装置中，受限于柱塞泵自身的性能，不可避免地出现连接管线的小幅脉动和振动。在其压缩作业过程中泵容积的变化导致流量脉动，而这一流量脉动有在一定程度上诱发不压缩液体的压力脉动。柱塞泵出口的瞬时流量也呈现出一定的周期性变化，致使溶液在管线内的流量不均匀，使柱塞泵在作业过程中的吸排作业阻力的上升，会在一定程度上影响到柱塞泵的吸入效能，也可引发柱塞泵的过流现象。上述因素都易造成采气净化脱水装置管路的脉动和振动。
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1.2 供液不稳定所引发的采气净化脱水装置管路振动
采气净化脱水装置在最初启动的过程中，因再生合格脱水溶剂（TEG）的粘度较大、换热器或柱塞泵排气作业不达标，将引发柱塞泵的供液不稳定，从而导致工艺装置振动幅度的增强。同时，在采气净化脱水装置的正常作业过程中，因后冷器的温度、柱塞泵的频率设定偏差也会导致供液不足，而引发采气净化脱水装置管路的振动。
1.3 空气包失效所引发的采气净化脱水装置管路振动
出口空气包破损或泄压也会引发采气净化脱水装置的管路振动。作为采气净化脱水装置的重要连接装置，空气包可以有效地消除柱塞泵出口管线的压力脉动，稳定出口流量。这一装置失效后，将导致中心介质所获得的压能不平衡，进而时介质出现冲击式的流量外传，而产生振动。在作业实践中，该问题都与空气包的压力过高或过低有着直接的关联。
2.采气净化脱水装置管路减振措施
采气净化脱水装置管路减振措施是一个多点的共减过程，需将系统工艺内的工艺设备在参数设定、流程优化、设备调试等多个层面进行改造和升级，一般涵盖对空气包、相连管道及柱塞泵选型等多个层面。
2.1减小柱塞泵的惯性能头
在采气净化脱水装置柱塞泵的减震分析中，可依托计算公式，合理减小惯性能头，以降低因柱塞泵自身性能加速度所引发的振幅。就实践成果的分析来看，在采气净化脱水装置中，可以采用缩短与柱塞泵相连的管线长度，合理增大管线的内径可减小惯性能头。同时，有效地优化柱塞泵的曲柄角速度也可在一定程度上达成上述效果。
2.2选择多缸泵或无脉冲泵
选择合适多缸泵或无脉冲泵也是有效降低采气净化脱水装置管路振动的有效策略。就理论层面而言，多缸泵的中的偶缸泵脉动稳定性要优于奇缸泵。而无脉冲泵的主要代表设备为双杠凸轮泵，因其特殊的双凸轮行为构造，可以使泵在加速环节和减速环节的重合，从而有效实现设备的无脉冲作业。
2.3合理地选择接头空气包
空气包在采气净化脱水装置管路减振中有着重要的作用。其一方面可以有效吸收柱塞泵的压力脉冲，另一方面也可以实现对管路压力的平衡，从而实现环节作业的节能与提效。对空气包的使用过程中，合理地设定空气包的预压力是脱水装置管路减振的重要环节。对压力值的设定要而充分地考量消波效果、气囊寿命等因素，在实现平稳生产的同时，延长空气包气囊的使用寿命，一般情况下，泵排出管路空气包的预压力大约是极限压力的60%左右。
综上所述，采气净化厂的设备安全运行是天然气战略的实施基础，同时也是国民经济得以快速发展的根基，关注采气净化厂的净化脱水装置管路减振策略，具有十分重要的意义。在提升设备硬件性能的同时，通过维护制度建设、岗位技能培训等辅助性措施，将为企业的高效、安全生产打下基础。
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论文作者:张毅1,杨政海2,张旭东3,马海潮4
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
标签：管路论文; 装置论文; 柱塞泵论文; 作业论文; 天然气论文; 压力论文; 管线论文; 《防护工程》2018年第31期论文;