大型天然气站场设备高效维修处置体系研究

祝南 赵俊超 吕俊豪 张睿

【摘 要】大型天然气集气站场的工艺复杂，设备多样且品牌各不相同。设备一旦出现故障，判断和维修难度极大。因此，论文在土库曼斯坦阿姆河项目多个集气站和国内大型天然气场站的多次故障处置经验基础上，形成了异常现象判断、设备原理探究、故障原因推导、针对性维修的整套处置体系，在实际应用中高效、及时地解决了设备的故障和隐患，有力支持萨曼杰佩气田的安全平稳运行。

【Abstract】 The large-scale natural gas gathering station has complex processes， and there are a variety of equipment and different brands of equipment. In the event of equipment failure， judgment and maintenance are extremely difficult. Therefore， based on the experience of multiple fault collections in the gas gathering stations of the Amu Darya project in Turkmenistan and large-scale domestic natural gas stations， this paper has formed a complete set of disposal system of judging abnormal phenomena， exploring the principle of equipment， deducing the causes of faults and targeted maintenance. The disposal system solves the faults and hidden dangers of the equipment in an efficient and timely manner in practical applications， and strongly supports the safe and stable operation of the Samjepy gas field.

【關键词】处置体系;机泵;阴极保护;诊断

【Keywords】disposal system; motor pump; cathodic protection; diagnosis

【中图分类号】U473.2+4                                       【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）08-0141-02

1 引言

萨曼杰佩气田是阿姆河右岸最大的气田，目前日产气2400万m3，年产规模已达64亿m3。萨曼杰佩气田共建有两个大型天然气集气站。气田的生产运行设备复杂，型号不一，可分为自控系统、缓蚀剂泵注系统、集输系统、阴极保护系统和安全防护系统。

2 站场维修技术需求和难点

多年的运行实践表明，阴极保护系统、安全防护系统及泵注系统是故障集中高发的系统，对安全生产影响大，设备构成复杂，故障源难以判断，维修难度大、易反复。因此，针对这些问题，亟需建立高效的故障维修处置体系，预判故障发生，判断故障点，采取有针对性的维修方法。

技术的需求和难点：①故障发现不及时;②故障点难以确定;③故障反复出现。高效的维修体系应包括：①异常情况诊断方法;②设备原理分析，故障原因推导;③针对性维修。

3 高效维修处置体系

3.1 异常情况诊断方法

如设备已经出现故障且无法工作，所需的维修成本高，维修方法复杂。要想提早发现设备异常，不能仅靠随机判断和经验判断。历次异常情况的判断实践表明，参数判断法是提前发现设备隐患的科学方法，可以提高判断的准确性和及时性[1]。

以萨曼杰佩集气干线阴保运行情况为例，测得的集气干线通、断电及自然电位测试数据显示，干线管道通电保护电位在-1.8V时，其断电电位为-0.42V，这个数值与自然电位相近，以此判断阴极保护效果不佳，需及时调整。

国内泵注系统的分析结果表明，机泵水位探头出现假信号，机油压力探头出现假信号，温度探头出现假信号，均不符合设定参数，导致设备发生故障。

3.2 设备原理分析

发现设备出现异常后，确定故障点是最为关键的一步。大型站场设备结构复杂，运用现场检测手段可以发现故障点，但查找故障的深层原因必须从设备原理出发，判断影响设备动作流程中断的因素，以此判断故障点。

阴极保护的根本原理是牺牲阳极产生电子，抵消管路土壤间产生的电流。遵循这一根本原理，可判断保护电流的损失或失效的主因是阴极保护不起作用，因此，排查故障点可重点放在操作不规范的异常搭接。由此，运用主因推断法可排查其他设备搭接、通电电间搭接异常是否会引起故障。首先，为防止由等电位器工作异常造成的管道保护端与接地端异常搭接，断开绝缘法兰等电位连接器，连接地端接线，查看阴保机工作参数有无变化，万用表、参比电极测量等电位连接器出口对地电位未见异常，故等电位连接器工作正常，这个步骤直接排除了集气干线绝缘法兰、等电位连接器对系统的影响。之后将排查重点放在阴保机的四处通电点的异常干扰上，分别测试每段管道的保护电位，发现凝析油外输、麦捷让两管段的电位为自然电位，集气干线与根吉别克管段的电位同为-2.6V，人为改变阴保输出值，两管线的电位同步改变，当关闭集气干线阴保电源后，两管段同时变为自然电位，由此可以判断集气干线与根吉别克管道间存在异常搭接现象。

安全阀是站场重要的安全防护设备，也是故障高发设备，如不清楚各类型安全阀的工作原理，很难判断故障出现的原因。

大型气田的很多设备使用了先导式安全阀，在很多先导式安全阀的调校过程中，工作人员往往只调试导阀，忽视了主阀故障存在可能性，一旦出现故障，后果不堪设想。出现这种问题的原因是工作人员不清楚先导式安全阀的工作原理。

此种安全阀是利用导阀来感应被控压力，并给出主阀的工作信号，当安全阀前端的压力低于整定压力时，导阀和主阀都处于无泄漏的关闭状态。主阀通过导阀的供应导管，作用于导阀阀座和主阀阀芯顶部，由于阀芯的顶部面积大于底部（阀座区）面积，有一股大的作用力使阀芯保持向下，阀前压力越接近整定压力关闭越严密，这种自密封结构在主阀硬软双质密封副作用下，净密封力随着管道压力增加和接近设定点而增加。当阀前压力达到或超过整东压力时，导阀开启，主阀迅速打开，介质排放;当阀前压力回到整定压力以下时，導阀关闭，主阀也随之关闭。

导阀没有发生故障只能保证压力的传导顺畅，但对主阀本身的关闭不严、漏气，调节、给定不灵，零件损坏，全阀起跳排放后导阀回座不严等故障无法排除。

3.3 针对性维修

针对性维修是指建立在前两个步骤的基础上，了解故障发生的原理，准确判断故障发生的部位，采用针对性的方法进行维修，避免故障反复出现，延长设备使用寿命，减少无效维修动作。

上文提到的阴极保护失效故障是通电点间异常搭接干扰导致的，因此，只有找到异常搭接的位置，恢复正常搭接才能真正解决问题。测试根吉别克驱动气源管道电位依然与集气干线电位同为-2.6V，故集气干线与根吉别克间阴保异常串通是由仪表风管路引起的，且异常搭接点在驱动气管路与集气干线交叉点附近。沿途查找并确定问题仪表风管路后，在线测得此管路电流为4.37A，阴保机运行总电流为4.6A，可见此处漏电情况严重。

针对性地采取根吉别克气动阀门仪表风管路与站内仪表风系统管路割断措施，保证电位不变，维持在-2.6V，输出电压由14.1V降至2.1V、输出电流由4.6A降至0.1A，效果十分明显。目前，集气干线阴保设置变更为保护电位-2.5V、输出电压2.0V、输出电流0.1A，试运行过程正常。

针对性维修一次性制定了该管段阴保工作制度，保障了阴极保护正常运行。

在排查先导式安全阀故障频发的原因后，相关部门建立和完善了主阀故障维修制度，制定了四条维修规则：①更换关闭不严、漏气的主阀软密封件;②清洗调节、给定不灵和故障连接的导阀过滤器;③更换工作失灵或不动作的安全阀的损坏零件，如O形圈等;④在调试过程中，在安全阀起跳排放后导阀回座出现不严的情况时，增大过滤器上端，节流短接的节流孔径，使托起导阀阀芯的气源增加，排放时间加长，增加排放量，形成一整套有针对性的、行之有效的维修方案。

4 结论

综上所述，论文介绍了设备故障异常情况诊断方法，基于设备参数提前判断设备异常;阐述了设备故障点判断方法，基于设备原理分析、查找故障根本原因。在此基础上，形成了针对性维修方法，综合故障判断方法形成了一整套涵盖设备故障发现、确认、针对性维修的高效处置体系。

【参考文献】

【1】徐明，李飞.浅谈天然气站场的设备管理与安全管理[J].石化技术，2017，24（8）：255.