之后, 我们又开发出过滤器在线清洗工艺, 实现 反洗过滤系统及在线除污, 滤芯一次投资, 可反复清 洗, 长期 受益。这是所有措施中最安 全、合理的办 法, 但也是最难、技术含量最高的办法。不足的是精 度越高, 切换周期越短, 操作成本越大。 4. 5 实现在线分析和检测
以前, 过滤效果看后工序和压差, 凭经验 1 个月 打开一次人工清洗过滤后的气只能人工抽样分析, 无在线分析, 无监测设施。滤芯在线清洗是否彻底、 滤芯是否损坏不知道。实行全自动过滤气质分析和 过滤器完整性测试后, 既可以离线测试又可以在线 测试, 既可以判断滤材精度是否合格又可以检查滤 壳以及密封件是否完好无损。 4. 6 安装 维修
图 3 过滤器滤芯简图
4 3 改进工艺 根据过滤的工艺流程和工艺特点, 将不同数量
和不同精度的过滤 器由串联改为 并联。工艺 范围 宽, 既适合于干气过滤, 又适合于湿气过滤; 调节范 围大, 可以用串并联塔的方式来实现气量的调节, 完 成新、旧滤芯的粗精过滤。全过滤和部分过滤相结 合, 低精度过滤和高精度过滤相结合, 能在有限的投 资条件下达到较好的过滤效果。改进后工艺流程如 图 4。
摘要: 概述了大型天然气过滤工艺和装置的应用, 总结了许多技术改进, 比较了国 内外过滤技 术的差距, 提出一 些
合理化建议和持续改进的思路, 对大、中型过滤装置的设计、应用和管理有一定的现实意义。
关键词: 天然气; 过滤; 技术; 现状; 改进措施
中图分类号: T E9
文献标识码: B
Actuality and improvement of large natural gas filtrator
图 4 过滤器并联工艺流程
参考文献: [ 1] 朱利凯. 天然气 处理与 加工 [ M ] . 北 京: 石油工 业出 版
社, 1997.
国内
压 力露点 多为 - 20 , 仅能满足中、 低档次用户
压 力露 点 2 ~ 10 , 以 引 进 组 装为 主, 发展较快
估 计质 量 浓 度 1~ 10 mg/ m3 ( 无 标 准 试 验台)
正在试制
致裂纹 ( H IC) 并鼓泡系 氢脆和硫应力 开裂( SSC) 。 因而, 在 酸性环境 下采取 措施降低 H2S 对 碳钢影 响, 设备采用抗硫化物应力开裂材料, 并增加腐蚀余 量 3 mm。
液体粒子种类
速度变化形 成的大液滴
较大 的冷凝 粒子
压力变化的 雾化粒子
较大的冷凝、雾化粒子
冷凝粒子
结构 压降
很小
中等
中纤维, 烧结材料 较大
超细纤维组合 较大
超细纤维过滤 小到中等
除将粒径/ m
> 100
> 40
5~ 10
3~ 50
0 01~ 1 00
3 2 2 国内外过滤分离产品性能比较( 如表 2) 表 2 国内外过滤分离产品性能比较
b) 改进 密封垫片 材质。采 用缠绕式 合金垫 片。
c) 提高过滤分离材料的精度。纤维更细, 精 度更高, 如图 1。
吸附过
残 余质 量浓 度
滤器 0 003 mg/ m3 , 已普及
尚属空白
图 1 滤网结构
4 过滤器改进措施
4. 1 采用更先进的材料 a) 在高含硫天然气的集输管线和容器中有游
离水存在的情况下, H 2S 与钢材反应还会造成以下 有害影响: 壁厚减薄( 一般金属腐蚀损失) 系坑蚀; 氢
改进安置方法, 安装不当会造成气体短路。改 人工定时排污为自动排污、自动冲洗。
4 建议
1) 只有通过调整产品结构、提高产品技术含 量、提高管理水平、挖潜增效、加大市场开拓力度等 手段, 我们的过滤器制造企业才具有竞争力。
2) 高含硫过滤问题应引起重视。不断借鉴外 国高压、高含硫、大气量过滤分离处理技术, 抓好滤 芯技术的消化与吸收工作。
c) 增大孔隙率 孔隙率增大 1 倍, 容尘量增 大 1 倍, 过滤材料连续使用寿命增加 2 倍。如图 2。
图 2 纤维粗细对孔隙率的影响
d) 增大过滤面积 采用折叠式滤芯, 在阻力 相同情况下, 流通面积增加一倍, 纳污量增加 3 倍, 寿命增加 3 倍。滤芯呈圆桶状折叠式, 无粘接、全熔 透焊, 滤芯强度高、耐高温、耐腐蚀、耐化学介质的稳 定性高, 有很高的孔隙率、极好的透气性、高的纳污 能力, 可承受 0. 1 MP a 压差, 且滤布不破, 过滤管内 筒筛管不变形, 如图 3。
2004 年 第 33 卷 增 刊 第 124 页
石油矿场机械 OIL FIELD EQUIPMENT
文章编号: 1001 3482( 2004) 增刊 0124 03
2004, 33( 增刊) : 124~ 126
大型天然气过滤器的现状与改进措施
李奎
( 中国石油西南油气田分公司 川东北气矿, 重庆 400021)
m 的过滤网无法过滤这些细小微粒。 当过滤器两端的压差达到 0. 05 MPa 时, 表明
过滤器的使用缺乏经济性, 就得考虑更换滤芯。更 换时, 整台过滤器的滤芯必须同时更换, 以保证过滤 器的有效性。
目前, 由于进入净化厂脱硫装置前的大型天然 气分离过滤器的过滤效果不佳, 造成脱硫溶液污染, 脱硫塔和换热器堵塞, 压差上升, 处理量下降, 净化 厂被迫临时停产, 实施分套抢修。
必须做到经常清洗过滤器, 保持过滤器完好无损, 不 气质分析。
断改进过滤器结构, 提高其性能, 减少其附加压损。
d) 运行条件 露点控制方式、供需平衡。
3 技术现状
e) 选择参数 动态过滤量、工作周期、安全富 裕系数、空塔流速、接触时间等。
3 1 影响过滤器正常运行的因素
3 2 大型天然气分离过滤技术性能比较
2 管道中天然气液滴成因分析
通常, 天然气集输场站流程是, 气源 控制阀 分离器 节流孔板 汇管 调压装置 节流孔板 输向下一站[ 1] 。虽然天然气进行了分离, 但气流经 过节流件( 如节流针阀、节流孔板) 时, 由于出口压力 降低( 即孔板节流现象) , 气流夹杂的液滴又会分离 为气泡, 排污管排不出残液, 使人误以为气液分离净 了, 其实在输送过程中, 气泡又聚集成液滴, 造成对 管道的危害和用气质量的下降。
李 奎 大型天然气过滤器的现状与改进措施
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度的干燥气是很必要的。
种类、过滤吸附元件性能、系统配置。
在气体调压装置或计量装置前加过滤器, 其作
b) 进口工况 压力、温度、流量、含水量、含污
用与液压过滤器相似。它不但有过滤残渣的作用, 还有捕集和消泡的作用, 而且还有稳流的作用。但
量。 c) 出口工况 露点、压力损失、有效供气量、
长期以来, 天然气生产过程中突出的难题是气 体中夹带的微小液滴和油雾难以分离。液态水滴是 设备、管道和阀门锈蚀的根本原因, 所以在天然气系 统中采用多级分离过滤装置处理成具有一定相对湿
收稿日期: 2003 09 01 作者简介: 李 奎( 1966 ) , 男, 四川隆昌人, 工程师, 主要从事天然气开发及机械工程研 究工作。
4. 4 滤芯清洗 高精度过滤是双刃剑, 过滤效果好, 同时也易堵
塞。气量大、污物多且较细时, 过滤效果不好。自动 清洗无效时, 被迫人工清理滤芯, 既费事又费力, 并 对人体有害。正常情况下, 每月用简易法清洗 1 次, 即用水冲洗、吹干后复位。当遇到系统较脏、压差上 涨较大时, 用洗洁精和柠檬酸配制的溶液进行人工 清洗。注意滤芯清洗 2~ 3 次后重新更换。
产品种类
国外
吸附式 过滤器
压 力 露 点 - 20 ~ - 70 , 分有热、无 热 再 生 两 大 类, 可 满 足 各档次用户 需求
冷冻式 压 力 露 点可 达 2 ~ 过滤器 10 , 已推广普及
除油过 滤器
灭菌过 滤器
净化气质量浓度 0 01~ 1 mg / m3, 已 普 及
对 0 01 m 粒 子, 效 率 高 达 99 99% 以 上, 正在推广应用
a) 现场条件 环境温度、过滤器类型、过滤件 3 2 1 机械力 分离与过滤分离技术比较( 如表 1)
表 1 机械力分离与过滤分离性能比较
机械力分离
过滤分离
截
以扩散效应为主
流速/ m!s- 1
1 5~ 2 0
15~ 20
20~ 30
0 2~ 1 0
0 01~ 0 08
L I Kui
( Chuan D ong bei Gas Field , China Petr oleum South w est Gas Field Cor p . , Chongqing 400021, China)
Abstract: Iarg e natural gas f ilt rat ion unit and it s applicat ion are brief ly described and t echnical improvement s are summarized. A comparison has been made betw een domestic and abroad t echnolog ies. A sug gest ion and continual improvement is proposed for t he design, applicat ion and mangement of small and medium natural filtration unit. Key words: natural gas; f iltration; technology; act ualit y; improvement
3) 摸索天然气流量、压力降、过滤精度三者之 间的关系, 继续做好多级过滤技术开发及匹配应用。
4) 工程设计及应用人员应多分析、多调研, 选 择合理的设计工艺参数、组件、自动化程度, 制造出 长寿命、价格适中的产品, 满足高效、低阻、容尘量大 的基本要求, 最终使天然气过滤精度达到: 固态微粒 1 m 、水去除 99 % 、油/ 凝析液含 量 ∀ 3 # 10- 6, 以 最大限度降低用户的使用成本。