集气站流量计阀组放空系统改造

一、概况介绍

在集气站气井生产过程中, 气井中的残酸返排到地面集输系统。残酸中含有硫磺颗粒和其他杂质且粘稠性高, 其粘度随着温度的增加而降低。固体物质在地面集输系统运移的过程中附着在温度较低的管道、仪器仪表连接通道, 导致了管道有效通径变小, 连接通道被堵塞, 取压不准确而引起管线不能正常排液, 仪器仪表就不能反映真实值。而且温度越低, 越容易发生堵塞现象。虽然加装了加热装置, 堵塞情况得到了很大改善, 但是根本问题还是没有彻底解决, 还是存在堵塞的现象。为了解决三阀组、五阀组等计量仪表堵塞问题, 保证其正常工作, 需要对仪表进行放空解堵, 因为操作简单, 效果明显在现场广泛应用。但在对流量计阀组系统解堵时极具危险性, 硫化氢气体及残酸在操作过程中会突然喷出, 不仅会造成大气的污染, 还给操作人员带来非常大的安全隐患。 (见图1、图2)

二、硫化氢的危害

硫化氢是无色气体, 沸点大约为-60℃。它的密度为空气密度的1.189倍, 比空气重、经常在通风条件差的环境、低凹处聚集。易溶于水和油, 在20℃, 1个大气压下, 一体积的水可溶解2.9体积的硫化氢, 温度升高则溶解度下降。

硫化氢水溶液对钢材具有强烈的腐蚀作用, 如果溶液中同时含有二氧化碳或氧, 其腐蚀速度会迅速增加。

硫化氢含有剧毒, 其毒性可与氰化物相当, 是一种致命的有毒气体。其致命浓度为500ppm (氢氰酸为300ppm, CO为1000ppm, SO2为1000ppm) 。

硫化氢在低浓度 (0.13ppm-4.6ppm) 时可闻到腐臭蛋气味, 当浓度高于4.6ppm时, 嗅觉迅速钝化而感觉不出硫化氢的存在。

当硫化氢在空气中体积浓度达到4.3-46%范围时, 形成易爆的混合气体, 遇火发生强烈爆炸 (甲烷爆鸣浓度为5%-15%) 。

硫化氢的燃点大约260℃ (甲烷为595℃) , 燃烧时显现出蓝色火焰, 放出二氧化硫。二氧化硫危害人的眼睛和肺部。

三、改造方案讨论

流量计阀组解堵时排出的硫化氢气体、酸液及污物, 不仅会对周围环境造成污染, 还会对工人身体带来伤害, 为了降低甚至避免这种危害, 防止安全事故的发生, 主要有以下两种方式:

1. 利用碱液进行中和

对集气站流量计阀组增加放空管线, 将放空管末端设置在流量计附近, 并安放一个配有碱液的桶型收集装置, 以此来对解堵时排除的硫化氢气体进行中和, 并收集解堵时排出的酸液和污物。

优点: (1) 可以对少量的硫化氢气体进行中和, 防止硫化氢直接进入大气;

(2) 减少大气污染;

(3) 减少硫化氢的人身伤害。

缺点: (1) 装置内的容积有限, 作用时间短, 只能对少量的硫化氢进行中和;

(2) 碱液具有危害性, 溅到皮肤上容易灼伤皮肤;

(3) 碱液需要不定时更换, 处理比较困难;

(4) 需要长期投入, 投资较大, 同时还需要大量的人力、物力;

(5) 此种方式对流量计堵塞情况不严重时解堵比较有效, 如果流量计堵塞严重, 需要用最大的放空量 (最大的压差) 进行解堵时, 流量计瞬间解通, 大量气流和污液排至收集装置内, 可能导致碱液飞溅, 装置发生爆炸等危险。

2. 放空系统改造

该方案是将目前集气站外输、计量分离器气体流量计三阀组和五阀组的放空丝堵拆除, 改用管径1/4〞或者更大尺寸, 材质为316L放空管线, 运用丝扣或者卡套连接起来, 将所有的放空管线汇总到一起, 然后将其与站场现有的加热炉流量计五阀组放空系统连接在一起 (加热炉气体流量计五阀组放空在设计时已连接到放空系统图3) , 使所有解堵时所释放出来的硫化氢等有害物无法与大气接触, 直接进入火炬分液罐, 之后完全通过火炬系统进行燃烧。

优点: (1) 可以防止硫化氢甲甲烷烷气气体及残酸等排放于大气;

(2) 防止大气和环境污染;

(3) 防止硫化氢的人身伤害;

(4) 一次投入, 永久受益;

(5) 操作简单、安全、可靠。

(6) 整个改造过程简单, 无需动火, 简单方便。

缺点:初期材料投入和施工投入较大。

通过上述两种方式的对比结果来看, 方法2 (放空系统改造) 更能达到解堵方便有效、安全环保的目的, 而且改造过程简单, 是目前集气站流量计解堵问题亟待解决的理想方式。

小结

高含硫气井开采过程中, 气质中含有酸液、硫磺和其它固体颗粒杂质, 极易造成站场计量器具的堵塞。从上述两种方案分析, 第二种方案更安全, 更有效。

摘要：普光气田作为目前国内已投产的规模最大的海相整装气田, 其地势险峻、高含硫化氢, 开采风险较大。目前集气站的外输流量计和计量分离器流量计的五阀组或三阀组放空没有连接至站场放空系统。而站场操作人员经常需要对上述仪表进行解堵, 这个过程中有大量硫化氢气体排入大气。为减少硫化氢对操作人员的危害, 避免有害气体直接排入大气, 故本文对集气站上述流量计的阀组放空改造方案进行讨论, 针对此问题提出合理的改造建议。

关键词：硫化氢,有害气体,流量计,放空系统