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1、二相分离计量装置用户手册 第 1 页 洛阳润成石化设备有限公司第一部分第一部分 天然气分离计量装置操作指南天然气分离计量装置操作指南1 1 概述概述 LRC 系列天然气分离计量装置是天然气田在勘探、开发过程中的重要设备。它可以同时完成对井口流体的加热、分离和计量；可对系统的工作温度、压力、液位等参数的工作状态进行自动控制、自动报警；并具有完善的数据处理、流量计算、报表生成等功能。该装置整体结构紧凑、自动化程度高、性能安全可靠、操作简单。装置各个单元设备的设计、制造符合下述国家或行业标准规范的技术要求。1) 钢制压力容器 GB150-19982) 压力容器安全技术监察规程 国家质量技术监督局3)
2、 油气分离器规范 SY/T0515-19974) 石油工业加热炉安全规程 SY0031-955) 钢制压力容器焊接规程 JB/T4709-926) 火筒式加热炉技术条件 SY5263-917) 天然气流量的标准孔板计量方法 SYT614319968) 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-98 9) 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50235-9710) 爆炸和火灾危险环境电力设计规范 GB50058-922 2装置的主要技术指标装置的主要技术指标a) 型号说明：以“LRC A/B”为例， “LRC”表示产品系列标志；“A” 表示日处理气量：A*104 m3 n/d；“
3、B”表示日处理液量：B m3/d。b) 水套加热炉加热盘管设计最高压力：20MPac) 分离器设计最高工作压力：6.4MPad) 正常最高操作工作压力：5MPae) 进口最高压力：20.0MPaf) 进口温度：10g) 安全阀定压：8.0MPa(高压)、1.3MPa(低压)（相见名牌） 。h) 爆破片定压：7MPa i) 天然气流量计量精度：1j) 装置外形尺寸（放下烟囱,长宽高）：7.42.22.5mk) 供电电源：220VAC，10Al) 装置出入口与外界管线的连接均为螺纹连接，口径如下：第 2 页 二相分离计量装置用户手册洛阳润成石化设备有限公司天然气入口：DN2 1/2”天然气出口：D
4、N3”油和水出口：DN2 1/2” 3 3 工作原理、主要设备及仪表工作原理、主要设备及仪表天然气分离计量装置的工艺流程及主要设备见流程图 1。在装置中，利用水作传热介质，高压天然气先经过水套加热炉换热升温，升温后经节流降压至8.0MPa后进入分离器，在分离器内对油、气和水进行二相分离，分离后的天然气经孔板计量后外输。天然气的流量采用了计算机检测差压、压力、温度三参数经运算得到。分离器的排水和排油用高压调节阀控制，排水和排油量由高压旋涡流量计计量。在该分离装置中，水套加热炉的燃料和排水、排油气动调节阀的气源由本系统自供。天然气从分离器分离后的天然气管线上引出经再次加热，减至 0.10.4MPa
5、 后进入净化器脱水及干燥器过滤后，分别送入燃烧器作为燃料和气动调节阀的气源。水套加热炉的水温由温度变送器检测后送到计算机进行自动控制。3.1 水套加热器(结构尺寸：700012562150)水套炉以天然气为燃料,内装有清水做为换热体。燃料气在火管中燃烧，热量通过火管传递到水中，浸没在水中的天然气盘管从热水中吸热，使盘管中天然气温度上升，以达到加热天然气的目的。来自气井的天然气最高允许输入压力为 20MPa，经预热和节流降压后，进入二相分离器。水套炉水箱内的水温控制在适宜范围内（一般不大于 60） ，水温的控制由温度变送器、双金属温度计、气动薄膜调节阀及计算机所组成的温控系统所控制或者由自力式温
6、度调节阀控制。为防止天然气在水套炉和分离器管线中形成水合物堵塞。一般控制天然气出炉温度在 2540，或者根据现场需要自行设定。水套炉其它结构尺寸：a) 可拆式加热盘管规格和最高工作压力：预热盘管：7612 20g 32.0MPa膨胀盘管：899 20g 9.8Mpab) 可拆式火管规格：4206 1596 Q235二相分离计量装置用户手册 第 3 页 洛阳润成石化设备有限公司第 4 页 二相分离计量装置用户手册洛阳润成石化设备有限公司c) 燃烧器最大发热量：700KW(LRC30/50 型为 500KW)d) 节流阀：KLJ45-350 DN45 PN35MPae) 入出口法兰：入口法兰：PN
7、32MPa DN65 出口法兰：PN14MPa DN80f) 水箱有效容积：12m33.2 二相分离器：(结构尺寸：8843200)在水套炉盘管中被加热的天然气进入二相分离器后，在内部构件的作用下，由于重力作用，天然气中的液体下落，下落的油水经沉降分离后，油越过固定的溢流板进入分离贮油段，经排油阀自动排出。水经旋涡流量计计量后自动排出。与液体分离后的天然气经过捕雾器后，从二相分离器出口排出，再经过孔板流量计计量后外输。由于天然气的温度、压力和流量对气液分离效率有很大的影响，所以在操作时要注意对分离器内的天然气温度、压力和流量的控制。天然气的温度一般控制在2540，压力为 4.58.5MPa，本
8、装置分离器在保证分离效率的前提下，最大流量为 242m3/h(相当于常温常压下 20833m3n/h 体积)（LRC30/50 型为 12500 m3n /h） 。流量过高会导致气液分离效率下降。 3.3 其它设备及配件3.3.1 净化器净化器是将分离器排出的天然气经减压后的再次脱水，作为燃烧和仪表用气。外径高=273943（mm） ； 最高工作压力 1.4MPa。3.3.2 干燥器干燥器是将净化器输出的天然气一部分经干燥剂深度脱水后输出作为仪表用气，在使用一段时间后，应将罐中干燥剂卸出烘干或用新鲜干燥剂置换。外径高=273725（mm） ； 最高工作压力 1.4MPa。3.3.3 管线阀门在
9、分离器工艺管线上使用各种不同型号规格的阀门,列表如下:二相分离计量装置用户手册 第 5 页 洛阳润成石化设备有限公司表 1名称型号规格备注球阀KQ16N-160DN50 PN16MPa球阀KQ16N-160DN25 PN16MPa球阀KQ11F-64DN25 PN6.4MPa球阀KQ11F-25DN20 PN2.5MPa球阀KQ11F-25DN15 PN2.5MPa针形阀KJ13H-160DN20 PN16MPa针形阀KJ13H-160DN15 PN16MPa截止阀KJ41H-100DN65 PN10MPa闸阀Z15W-10DN40 PN1MPa安全阀KA42Y-100DN32 PN10MPa
10、定压 8.0MPa安全阀A21H-16CDN25 PN1.6MPa定压 1.3MPa注意：阀门及其它设备型号如有改变，恕不通知，以实物为准。3.4 自动检测和控制系统LRC 系列天然气分离计量装置的自动检测和控制系统，是以便携式工业控制计算机为核心，采用高精度的检测仪表，和气动调节阀组成。仪表的种类有：高精度差压变送器、压力变送器、温度变送器、油水界面变送器、可拆卸式孔板阀和气动角型高压调、直通薄膜单座调节阀、旋涡流量计（可选件）等。主要 仪表参数见表 2。LRC 系列天然气分离计量装置采用电动仪表，因此要求有电源供应，对于无市电供应的气井，采用自备发电机供电，本装置提供1000VA 的后备式
11、 UPS 电源，在充满电情况下，可以保证仪表及计算机正常工作1.5小时以上。LRC 系列天然气分离计量装置的现场控制阀为了节省电源,仍采用气动控制阀 ,所使用的气源来自装置本身分离净化后的天然气经再次干燥、过滤减压后作为仪表气源。计算机自动监控系统和仪表系统见工艺及仪表流程图（图1） 。在该系统中计算机采集孔板差压信号，孔板上游压力和温度信号，根据SY/T6143-1996 天然气流量计量标准进行运算，求得标准状态下的瞬第 6 页 二相分离计量装置用户手册洛阳润成石化设备有限公司时流量，并对瞬时流量进行积分计算出天然气累积流量。计算机检测水套炉的水温和分离器中的油水界面高度数据，通过判断利用调
12、节阀控制水套炉的水温和分离器中的油水界面高度。表 2序号名称测量使用范围备注1差压变送器0-300Kpa2压力变送器0-10Mpa3高压角型调节阀DN15*6,PN22Mpa4直通薄膜调节阀DN20*12,PN1.6Mpa5温度一体化变送器-20-1006阀式孔板节流装置DN50,PN10Mpa7油水界面计0-400mm8双金属温度计-20-1009抗硫压力表0-16Mpa,0-1.6Mpa10空气过滤减压器输入 1Mpa,输出 0.14MP11高压石英管式水位表观察范围 300mm12测控系统主要包括：计算机、电控柜等天然气分离计量装置的现场仪表安装采用分散就近安装，集中远传的方式。每台仪表
13、的信号均连接到信号转接箱内部的信号分配端子排上，用电缆集中传送到室内的电控柜。电控柜对信号进行转换后提供给计算机。计算机发送到现场的控制信号也经过电控柜的驱动来控制现场执行设备。电控柜还完成电源的变换及对所有变送器和其它用电设备的供电。4 4 装置的安装和操作程序装置的安装和操作程序41 装置的安装411 按油气测试规范要求，将二相分离装置定位。要求装置放置水平，稳固。否则将影响到油水分离效果及设备工作的安全性。4.1.2 连接井口至天然气分离计量装置的天然气输送管线。将装置的输出管线引至安全距离以外，将排油和排水管线引至排污坑或集液储罐。4.1.3立起烟筒。关闭水箱底部排放阀，向水套炉水箱内
14、注入清水，保证水位高于盘管。4.1.4进行高压分离器水压试验：压力 8.0MPa;稳压 30 分钟，压力不下降，不漏二相分离计量装置用户手册 第 7 页 洛阳润成石化设备有限公司不渗为合格。4.2 装置启动前的检查和阀门位置4.2.1 检查天然气和油水管线上的各个法兰、管接头有无松动，若发现应加以紧固。关闭设备及管线上的全部阀门、检查防火标志，严禁明火。4.2.2 检查仪表引压管线、气源管线、调节阀的气动信号管线管接头、卡套和法兰有无松动，若发现应加以紧固。各仪表阀门开关位置按以下要求进行：a) 打开各压力表的截止阀；b) 关闭差压变送器三阀组的高低压侧取压阀，打开平衡阀；c) 打开孔板阀的高低压侧取压阀，关闭放空阀；d) 关闭压力变送器的取压阀；e) 打开分离器上液位计的连通阀。4.2.3 根据预测的流量大小，按本说明书第三部分给出的孔板测量范围选取适当孔径的孔板，按附录提供的安装方法，将孔板正确装入。4.2.4 当首次使用二相分离器或者干燥剂需要置换时，将干燥剂加入干燥器内。4.2.5 将信号传输电缆（总长
