近年來,采油廠對油氣分離器的氣液分離質(zhì)量要求逐年提高。此設(shè)備的工作穩(wěn)定性直接影響到后續(xù)處理環(huán)節(jié),三相分離器作為油氣分離設(shè)備,其工作質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著后續(xù)處理設(shè)備的正常運行,油廠要求技術(shù)部門盡快一種能夠適應(yīng)上的要求液位測量儀表系統(tǒng)。
分離器的內(nèi)部液位對于上來說,是一項重要數(shù)據(jù),磁翻板液位計作為觀察分離器內(nèi)部油水液面的重要部件,在其中起著重要的作用。在近幾年的運行過程中每當(dāng)氣候轉(zhuǎn)冷,磁翻板液位計的適應(yīng)性變差,常常出現(xiàn)液位計失靈或指示假液位的現(xiàn)象,困擾分離器的現(xiàn)場操作和安全運行。油室、水室液位調(diào)節(jié)高度無法顯示,現(xiàn)場操作難度加大,對操作工人的操作技能提出更高的要求,同時液位計無液位顯示時需要對液位計內(nèi)凍結(jié)液體進行放空清掃或用熱水解凍,增加了操作人員的勞動強度和工作區(qū)域的污染。
為了解決上述問題,經(jīng)過多次的現(xiàn)場試驗,發(fā)現(xiàn)分離器本體壓力(0.19MPa)大于污水出口管線壓力(0.13MPa),分離器冬季來液溫度為52℃~54℃,曹莊站原油凝固點為23℃,如果利用污水給磁翻板液位計伴熱,可以保證其正常工作。為此,設(shè)計了分離器磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng),下面對伴熱系統(tǒng)進行詳述。
二、磁翻板液位計結(jié)構(gòu)組成
磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)主要由主體伴熱器、PPR流程連接管、來水、回水控制閥、放空閥、保溫材料五大部分組成。
2.1 主體伴熱器
主體伴熱器是磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)中重要的伴熱部件,它由污水循環(huán)腔體、散熱片組件、污水進出口接頭組成的一個由不銹鋼材料制作的主要伴熱部件(圖2),它安裝在磁翻板液位計本體后部,其半月形結(jié)構(gòu)緊密貼合在液位計本體上。由于主體伴熱器采用了不銹鋼材料制作,可以有效地降低污水對其造成的腐蝕,從而延長了使用壽命。
2.2 PPR流程連接管
為了延長磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用壽命,增加主體伴熱器伴熱污水流量,避免連接管線因腐蝕、結(jié)垢等原因造成的穿孔及場區(qū)污染事故,選擇了DN25PPR熱熔管。由于PPR熱熔管具有耐高溫(軟化溫度為131.5℃,長期工作溫度<70℃)、承受壓力高(1.9MPa)、耐腐蝕、機械強度大,同時具有良好的保溫性能,導(dǎo)熱系數(shù)約為金屬管的1/200,降低了輸送污水過程中的熱能損耗,流程連接簡單、迅速等特點,因此在磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)流程中選擇了PPR管件。
2.3進出口控制閥
磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)來水管連接在分離器出水凡爾進口管,回水管連接在分離器出水凡爾出口管,為了保證分離器安全正常運行,避免分離器發(fā)生因伴熱系統(tǒng)流程故障而停運的事故,在伴熱污水來水管線和回水管線上安裝了DN25截止閥。
2.4磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)保溫
為了減少磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水熱量的散失,提高伴熱效果,在伴熱系統(tǒng)流程連接完成后,使用了保溫棉和鋁箔紙對其保溫,確保了伴熱系統(tǒng)的保溫效果。
2.5磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)放空閥
磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)安裝過程中,預(yù)留放空閥及放空頭,以便投運或堵塞時放空氣體和雜物。當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖停用時,打開系統(tǒng)放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水,減少伴熱系統(tǒng)管件及閥門的腐蝕。
三、 磁翻板液位計工作原理及使用方法
3.1工作原理
磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)原理示意圖見圖3。具有一定壓力(0.2MPa~0.22MPa)和溫度(52℃~54℃)的污水,從分離器出水凡爾進口管連接的截止閥通過PPR管進入主體伴熱器對磁翻板液位計腔體進行換熱,同時對磁翻板液位計腔體和污水伴熱本體聯(lián)合實施保溫措施,污水在主體伴熱器內(nèi)部循環(huán)換熱后,在磁翻板液位計本體內(nèi)的液體形成一個穩(wěn)定的溫度場(35℃~37℃),污水通過主體伴熱器出口流出,回到壓力較低的(0.11 MPa~0.13MPa)分離器出水凡爾出口管,經(jīng)分隊計量污水流量計計量后,進入原油一級沉降罐。
3.22使用方法
(1)首先打開污水伴熱系統(tǒng)回水控制閥;
(2)檢查各處管線、彎頭、閥門無滲漏;
(3)打開放空閥,放凈管內(nèi)及系統(tǒng)內(nèi)氣體;
(4)出水后,關(guān)閉放空閥;
(5)打開污水伴熱系統(tǒng)來水控制閥;
(6)用手觸摸污水伴熱系統(tǒng)表面溫度是否上升;
(7)污水伴熱系統(tǒng)內(nèi)伴熱污水走水后進入正常運行;
(8)運行過程中如發(fā)現(xiàn)伴熱系統(tǒng)溫度較低、磁翻板液位計凍堵時,關(guān)閉系統(tǒng)來水控制閥,打開放空閥,放凈堵塞物后打開來水控制閥;
(9)當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖,磁翻板液位計不需要伴熱保溫時,關(guān)閉伴熱系統(tǒng)進出口控制閥,打開放空閥放凈伴熱系統(tǒng)內(nèi)污水。
四、磁翻板液位計使用效果
4.1現(xiàn)場應(yīng)用效果分析
磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)使用后運行正常,各項運行參數(shù)達到了預(yù)期效果(表1)。在2011年1月~2012年3月伴熱系統(tǒng)使用期間,三相分離器磁翻板液位計凍堵次數(shù)由原來66次,降為3次。
現(xiàn)場測溫發(fā)現(xiàn)磁翻板液位計本體內(nèi)部液體溫度保持在39℃左右,污水伴熱系統(tǒng)可以有效的避免三相分離器磁翻板液位計在使用環(huán)境溫度低于10℃以下時,因凍結(jié)凝固而出現(xiàn)假液位的現(xiàn)象,達到了設(shè)計要求,使用效果明顯,有效的保證了三相分離器安全運行。且流程安裝方便、防腐耐用,可靠性強,安全環(huán)保。
由于三相分離器磁翻板液位計污水伴熱系統(tǒng)在曹莊聯(lián)合站應(yīng)用效果好,2011年蘇源采油廠實施分隊計量工作以來,在各聯(lián)合站推廣使用26套。此項技術(shù)在2010年油田技師協(xié)會獲得合理化建議三等獎,蘇源采油廠技術(shù)創(chuàng)新成果一等獎,并正在申請國家實用。
4.2經(jīng)濟效益計算
如果三相分離器磁翻板液位計使用電伴熱帶伴熱保溫,按每米用電40W.h,每套磁翻板液位計使用10米伴熱帶計算,磁翻板液位計安裝使用污水伴熱系統(tǒng)后,蘇源采油廠聯(lián)合站每年可節(jié)約電費3.36萬元。