НЕИСПРАВНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ОСУШКЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА

EQUIPMENT MALFUNCTIONS DURING NATURAL GAS DRYING

Alina Levina

Master's student, Department of Technosphere Security Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Tatiana Neupokoeva

Scientific supervisor, PhD. Agricultural Sciences, Associate Professor, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрен технологический процесс осушки природного газа. Изучены возможные виды нарушений технологического процесса. Объект исследования – технологический процесс осушки природного газа. Целью исследования является изучение вопроса о выявлении причинно-следственной связи нарушений технологического процесса и образования гидратных пробок в газопроводе после прохождения осушки, так как данные образования имеют отрицательное влияние на целостность газопровода. Достижение цели исследования выполнено  проведением теоретического обзора нормативно-правовой, научно-исследовательской литературы по теме исследования.

ABSTRACT

The article describes the technological process of drying natural gas. Possible types of violations of the technological process have been studied. The object of research is the technological process of drying natural gas. The aim of the study is to uncover the issue of identifying the causal relationship between violations of the technological process and the formation of hydrate plugs in the gas pipeline after drying, since these formations have a negative impact on the integrity of the gas pipeline. The achievement of the research goal was accomplished by conducting a theoretical review of the regulatory, scientific and research literature on the research topic.

Ключевые слова: гидратные пробки, технологический процесс осушки газа, нарушения технологического процесса.

Keywords: hydrate plugs, the technological process of gas drying, violations of the technological process.

Технологический процесс осушки газа, на объекте, осуществляется в цехе осушки газа (далее ЦОГ) через эксплуатацию многофункционального аппарата ГП-502-00.000, аппарат исполнен в виде колонны и в его состав входят три секции:

• первая секция (нижняя) – сепарационная;
• вторая секция (средняя) – массообменная;
• третья секция (верхняя) – фильтрационная.

На рисунке 1 приведена принципиальная схема ЦОГ.

Рисунок 1. Принципиальная схема ЦОГ

В первой (нижней) секции аппарата скорость движения сырого газа резко падает и происходит освобождение, с помощью гравитационной части нижней секции, от следующих элементов:

• механические примеси;
• пластовая вода с метанолом;
• газовый конденсат.

Обязательно, в нижней части установки используются термометр – для контроля температуры, а также манометр – для контроля давления.

Далее жидкость, прошедшая сепарацию, поступает через регулирующий клапан в емкость. Для контроля заполняемости нижней части установки (минимальный и максимальный уровень) используется пульт управляющего вычислительного комплекса (далее УВК).

Если уровень жидкости достигает минимального значения, то автоматически срабатывает (закрывается) отсекающий клапан.

Далее отделивший от жидкости газ, поступает во вторую (среднюю) часть установки, где происходит массовый обмен с диэтиленгликолем (далее ДЭГ).

Более подробно рассмотрим устройство средней части установки осушки газа – она состоит из пяти сетчатых тарелок. На этих тарелках осуществляется интенсивный барботажный массовый обмен двух встречных потоков – газа и раствора ДЭГ. С помощью насосов, раствор ДЭГ подается на полотно верхней тарелки.

Далее насыщенный газом раствор ДЭГ поступает на полу-глухую тарелку средней части установки осушки газа и через клапан-регулятор и отсечной клапан К-203 поступает в выветриватель.

Для контроля заполняемости средней части установки (минимальный и максимальный уровень) используется пульт УВК. Если уровень жидкости достигает минимального значения, то автоматически срабатывает (закрывается) отсекающий клапан.

Также, в средней части установки используются термометр сопротивления – для контроля температуры, и преобразователь – для контроля разности давления.

В соответствии ГОСТ Р 57413-2017, установлен ряд требований к факторам, обеспечивающим необходимый объем подачи регенерированного гликоля в установку осушки газа:

• расход газа;
• значение давления;
• значение температуры контакт;
• концентрация раствора;
• эффективность работы аппарата.

Рассмотрим технологическую схему поступления в среднюю часть установки сырого газа. Из кубовой части, через отбойник сырой газ, поступает на сепарационную тарелку с центробежными элементами, и далее через четыре газовых патрубка равномерным потоком поступает на массообменную секцию, состоящую из 25-слоев регулярной пластинчатой насадки.

Далее газ, минуя распределитель жидкости, поступает на газораспределительную секцию, предназначенную для выравнивания скоростей и частичной сепарации потока осушенного газа, а также для создания благоприятных условий поступления газа на тарелку с фильтрующими элементами.

ДЭГ, насыщенный влагой, собирается на газораспределительной тарелке в нижней части колонны и выводится из аппарата.

Осушенный газ из массообменной секции через предварительную ступень фильтрации на сетчатых барабанах поступает в фильтрующую секцию, где происходит улавливание уносимых газом капель гликоля.

Мельчайшие частицы уносимого газом гликоля коагулируются на ткани и стекают с нее на тарелку, с которой стекает по выносному трубопроводу в линию вывода ДЭГ с полу-глухой тарелки массообменной части аппарата.

Из абсорбера газ, осушенный до точки росы минус 20 °С - в зимнее время и точки росы минус 10 °С - в летнее время, проходит по трубопроводу в замерную диафрагму, выходной запорный пневмокpан Ду400, через кран Ду400 поступает в коллектор осушенного газа и далее через систему подключающих кранов – на дожимную компрессорную станцию второй ступени компримирования.

Рассмотрим виды неисправностей ЦОГ:

1) прорыв газа в линию сброса жидкости из абсорбера;

2) высокий уровень жидкости в абсорбер;

3) переполнение и вынос жидкости из сепарационной части абсорбера;

4) снижение глубины вакуума в десорбере;

5) высокий (низкий) уровень ДЭГ в испарителе;

6) снижение концентрации раствора ДЭГ после регенерации;

7) фиксация высокой температуры рефлюксной жидкости в холодильнике;

Далее приведем причины неисправностей:

• выход из строя автоматики, несрабатывание клапана на линии сброса;
• поломка байпасной задвижки;
• засор клапанной сборки абсорбера;
• поломка клапана на линии сброса;
• поломка уровнемера;
• засор линии сброса;
• выход из строя автоматики, не срабатывает сброс жидкости из сборника;
• поломка полу-глухой тарелки;
• недостаток в подаче жидкости в вакуум-насос;
• высокая температура рефлюкса;
• поломка регулятора уровня;
• засор выхода из испарителя;
• засор входа в насос;
• разгерметизация пучков теплообменника;
• разгерметизация пучков испарителя и пропуск пароконденсата;
• работа колонны регенерации с нарушением температурного режима;
• низкая температура ДЭГ в испарителе;
• низкая концентрация насыщенного ДЭГ;
• недостаточное охлаждение в холодильнике;
• замерзание холодильника;
• ухудшение теплообмена из-за осадка в трубном пучке.

Приведенные причины неисправностей технологического процесса осушки природного газа могут привести, соответственно к образованию гидратных пробок в газопроводе после прохождения через ЦОГ.

Список литературы:

1. Технологический регламент цеха по осушке газа. – Москва, ООО «…», 2018 – 65 с. ; 21 см. – Текст : непосредственный.
2. Жданова, Н.В. Осушка природных и попутных газов [Текст] / Н. В. Жданова, А. Л. Халиф. - Москва : Гостоптехиздат, 1962. – 110 с., 1 л. граф. : черт.; 22 см. – Текст : непосредственный.
3. ГОСТ Р 57413-2017.  Национальные стандарты : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 марта 2017 г. № 111. – Москва : Стандартинформ, 2019. – II, 24 c. ; 21 см. – Текст : непосредственный.
4. План ликвидации – локализации аварий УКПГ ООО «…». – Москва, ООО «…», 2014 – 142 с. ; 21 см. – Текст : непосредственный.
5. Методика оценки динамики неисправностей оборудования, которые могут привести к возникновению аварийных ситуаций ООО «…». – Москва, ООО «…», 2021 – 10 с. ; 21 см. – Текст : непосредственный.