過(guò)濾分離器作為天然氣輸氣站中關(guān)鍵的組成設備，關(guān)系到整個(gè)輸氣運行工作的生產(chǎn)安全，在過(guò)濾器分離器的日常生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì )遇到諸多問(wèn)題。比如：快開(kāi)盲板密封點(diǎn)泄漏、檢維修作業(yè)過(guò)程中氮氣置換不徹底、液位測試不便等問(wèn)題都屬于常見(jiàn)問(wèn)題，本文針對此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行原因分析，提出檢修維護措施，利用側裝磁翻板液位計等測試裝置，過(guò)強化設備檢維修措施消除泄漏點(diǎn)，對比過(guò)濾分離器進(jìn)行氮氣置換的各種操作方法，選擇壓力循環(huán)置換法作為常規方式置換，設計制作出一套簡(jiǎn)易液位測試裝置以便開(kāi)展過(guò)濾分離器液位測試。經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，這套方案能夠有效過(guò)濾分離器運行和檢修的問(wèn)題，保證設備正常安全生產(chǎn)運行。
天然氣在管道輸送過(guò)程中通常夾雜有泥砂、巖石顆粒、粉塵以及液體等雜質(zhì)，其中液體雜質(zhì)主要有液烴、油水等。這些固、液雜質(zhì)的存在和聯(lián)合作用，在天然氣輸氣站場(chǎng)運行過(guò)程中會(huì )使輸送設備、管道、閥門(mén)等產(chǎn)生磨損、腐蝕、甚至堵塞，對輸送系統中計量器具、儀表等產(chǎn)生不良影響。尤其是隨著(zhù)超聲波流量計在輸氣站場(chǎng)的廣泛應用，天然氣在輸送過(guò)程中，這些臟污介質(zhì)會(huì )附著(zhù)在流量計的上、下游管道和超聲波探頭表面，影響天然氣計量的準確度。并且隨著(zhù)臟污介質(zhì)的聚集，對儀表計量準確度的影響逐漸增大。川氣東送輸氣站場(chǎng)采用的過(guò)濾分離器為臥式過(guò)濾分離器，安裝在計量以及調壓設備的上游，因此其運行是否可靠直接關(guān)系著(zhù)下游設備、儀表的安全運行，同時(shí)也對下游用戶(hù)的氣質(zhì)保證起著(zhù)至關(guān)重要的作用。本文針對川氣東送輸氣站場(chǎng)過(guò)濾分離器運行及檢維修過(guò)程中存在的問(wèn)題開(kāi)展分析，合理提出應對措施，確保設備安全生產(chǎn)運行。

1 結構組成與工作原理
過(guò)濾分離器主要由濾芯、殼體、快開(kāi)盲板以及內外部件組成，采用臥式、快開(kāi)盲板結構。過(guò)濾分離器作為壓力容器，除了設備本體外還有安全閥、壓力表以及差壓變送器等附屬部件。其工作原理是天然氣*先進(jìn)入進(jìn)料布氣腔，氣體撞擊在支撐濾芯的支撐管上，較大的固、液顆粒被初步分離，并在重力的作用下沉降到容器底部（定期從排污口排出）。接著(zhù)氣體從外向里通過(guò)過(guò)濾聚結濾芯，固體顆粒被過(guò)濾介質(zhì)截留，液體顆粒則因過(guò)濾介質(zhì)聚結功能而在濾芯的內表面逐漸聚結長(cháng)大。當液滴到達一定尺寸時(shí)會(huì )因氣流的沖擊作用從內表面脫落出來(lái)而進(jìn)入濾芯內部流道，而后進(jìn)入匯流出料腔。在匯流出料腔內，較大的液珠因重力沉降分離出來(lái)，此外在匯流出料腔，還設有分離元件，它能有效地捕集液滴，進(jìn)一步提高了分離效果。*后潔凈的氣體流出過(guò)濾分離器。隨著(zhù)燃氣通過(guò)量的增加，沉積在濾芯上的顆粒會(huì )引起燃氣過(guò)濾器壓差的增加，當壓差上升到規定值時(shí)（從壓差計讀出），說(shuō)明濾芯已被嚴重堵塞，應該及時(shí)更換。
2 運行現狀
在輸氣站場(chǎng)根據下游用戶(hù)年設計輸氣量及檢維修需求通常設置兩臺臥式過(guò)濾分離器，運行時(shí)通常采用一用一備方式運行，氣量需求高峰時(shí)段達到單臺處理量時(shí)兩臺同時(shí)運行以滿(mǎn)足用戶(hù)氣量需求。過(guò)濾分離器在整個(gè)輸氣站場(chǎng)工藝流程中通過(guò)法蘭與管道相連，同時(shí)上下游均設置球閥（見(jiàn)圖1），其中下游球閥與電動(dòng)執行機構相匹配使用，能實(shí)現遠程開(kāi)關(guān)控制。在正常運行狀態(tài)下，在用過(guò)濾分離支路的上下游球閥處于完全開(kāi)啟狀態(tài)，備用過(guò)濾分離支路的上游球閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，下游球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。對于過(guò)濾分離器切換有兩種方式：一種是手動(dòng)模式，另一種是自動(dòng)模式。在手動(dòng)模式下可由操作人員通過(guò)遠程和就地狀態(tài)下實(shí)現過(guò)濾支路流程切換；當在自動(dòng)模式下電動(dòng)閥產(chǎn)生事故關(guān)斷時(shí)，則報警并自動(dòng)選擇備用設備，打開(kāi)備用支路的電動(dòng)閥，關(guān)閉當前支路的電動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現工作分離器和備用分離器的切換，上述過(guò)程由程序自動(dòng)完成，不需人為干預。
3 運行與檢修作業(yè)中的問(wèn)題
3.1 盲板密封點(diǎn)泄漏問(wèn)題
川氣東送過(guò)濾分離器采用了GD 鎖環(huán)式快開(kāi)盲板，具有結構形式先進(jìn)、密封性能良好以及操作便捷的特性。嵌到快開(kāi)盲板門(mén)凹槽上的密封圈采用自緊式設計結構進(jìn)行密封，密封圈一次模壓成型，在壽命期內具有良好的密封性能。但隨著(zhù)設備運行時(shí)間延長(cháng)，密封圈存在老化、變形以及開(kāi)裂現象，密封性能降低，*易出現泄漏事故。同時(shí)在日常生產(chǎn)運行過(guò)程中，也常會(huì )由于密封處存在臟污以及操作不當等原因造成快開(kāi)盲板密封處泄漏，設備本體一旦發(fā)生天然氣泄漏現象，就*易在局部區域擴散蔓延。天然氣具有易燃易爆、有毒等危險特性，處置不當很容易引發(fā)火災爆炸、中毒等事故，造成重大人員傷亡及設備損壞。
3.2 氮氣置換效果不佳
過(guò)濾分離器作為輸氣站場(chǎng)壓力容器設備之一，需要定期進(jìn)行開(kāi)筒維護作業(yè)。開(kāi)啟快開(kāi)盲板之前*先應將進(jìn)出口球閥關(guān)閉，然后再對其進(jìn)行壓力泄放，泄壓之后為防止過(guò)濾分離器內天然氣與空氣的混合發(fā)生爆炸，因此需要進(jìn)行氮氣置換，增加天然氣管道設備的安全保障。目前輸氣站場(chǎng)在對過(guò)濾分離器進(jìn)行氮氣置換時(shí)通常采用大氣壓力稀釋置換法，氮氣從一端被引入容器或管道系統內，系統內的空氣或其他氣體被置換排放到另一端的大氣中，系統主要在大氣壓力下進(jìn)行吹掃。這是一種典型的通過(guò)大氣壓力置換或稀釋來(lái)達到吹掃目的方法，可采取一次或相同幾次進(jìn)行。由于過(guò)濾分離器設備本體自身以及與相連管段都存在較多死角，因此這種置換操作方法*易出現置換死角盲區，不能徹底吹掃干凈。
3.3 液位測試問(wèn)題
側裝磁翻板液位計作為過(guò)濾分離器的附屬備件（見(jiàn)圖2），在每年的春秋季檢維修時(shí)，輸氣站場(chǎng)都要對排污罐及過(guò)濾分離器側裝磁翻板液位計進(jìn)行液位測試，而目前側裝磁翻板液位計液位測試都要從液位計頂部注水測試，檢查液位計是否工作正常。而從液位計頂部注水時(shí)頂部注入孔是針型閥，并且針型閥是全焊接設計，無(wú)法拆卸，針型閥受自身結構所限，通道狹窄，水流在通過(guò)針型閥注入時(shí)*易將通道堵死，側裝磁翻板液位計內部的氣體不易排出，側裝磁翻板液位計內腔形成封閉區，水流不易流入液位計內腔，給液位測試帶來(lái)困難。

4 解決方法
4.1 強化維護措施消除泄漏點(diǎn)快開(kāi)盲板維護時(shí)要仔細檢查密封圈是否有損壞或過(guò)度磨損、腐蝕現象，如存在磨損腐蝕要及時(shí)更換密封圈。同時(shí)在對快開(kāi)盲板進(jìn)行維護保養時(shí)，要檢查密封凹槽內有無(wú)銹蝕和污物，如有，用優(yōu)質(zhì)細砂紙清理干凈，同時(shí)檢查盲板頸的內部和門(mén)在關(guān)閉時(shí)接觸的部分，包括門(mén)的槽，如發(fā)現有臟物或銹蝕（特別是底部），用砂紙清理干凈，*后用干凈棉布擦干。同時(shí)做好設備日常巡檢工作，發(fā)現泄漏點(diǎn)，應及時(shí)處理，消除安全隱患。
4.2 改進(jìn)氮氣置換操作方法
針對過(guò)濾分離器進(jìn)行氮氣置換檢維修作業(yè)時(shí)存在死角問(wèn)題，建議采取壓力循環(huán)置換法，在進(jìn)行壓力循環(huán)置換法操作時(shí)，將氮氣從一端引入到容器內部，使容器內部壓力上升到許可范圍以?xún)?，使氮氣與內部的空氣或其他氣體進(jìn)行混合并被置換排放到另一端的大氣當中，主要是在高于大氣壓力下重復進(jìn)行吹掃。此法具體操作主要取決于容許操作壓力和吹掃后需要達到的吹掃純度，可采取一次或相同幾次進(jìn)行系統內氣體與氮氣混合，被稀釋后的操作可采用如下計算式表示（假設純氮氣）：
Ct= C0 /Pn
式中：Ct為系統*后狀態(tài)的天然氣體積分數，%；C0為系統初始狀態(tài)的天然氣體積分數，%；P 為每次對系統充壓后的壓力，bar （1 bar = 0.1 MPa）；n 為導入氮氣充壓后排放的次數。
 
GB 30871- 2014[8]要求，當被測氣體或蒸汽的爆炸下限大于或等于4% 時(shí)，其被測濃度應不大于0.5% （體積分數）。因此對過(guò)濾分離器進(jìn)行氮氣置換之前，內部可燃氣體體積分數設為100% （假設為純天然氣），置換合格后*后狀態(tài)的可燃氣體體積分數為0.5%，由上述公式可得出，進(jìn)行一次操作想要達到所需的置換效果，需充壓至20 MPa， 而20 MPa 壓力遠遠超出過(guò)濾分離器的設計壓力；進(jìn)行兩次操作想要達到所需的置換效果，需充壓至4.47 MPa，符合過(guò)濾分離器允許操作壓力。因此可得出，隨著(zhù)氮氣用量的減少，則所需排放次數及人工工作量將增加，具體實(shí)施操作可根據作業(yè)時(shí)間需求及工作量承受范圍選取。
在進(jìn)行氮氣置換時(shí)，主入口與排放口的位置選取同樣重要，對容器而言，氮氣入口應設置在容器的底部，排放口應設置在容器的頂部，這樣有利于提升置換效果。由于過(guò)濾分離器進(jìn)出口均設置球閥，在進(jìn)行氮氣置換作業(yè)之前應進(jìn)行球閥內漏測試，如有球閥內漏現象，則先應根據球閥內漏性質(zhì)進(jìn)行維護，消除因內漏原因造成氮氣置換不徹底。
4.3 液位測試簡(jiǎn)易裝置目前過(guò)濾分離器上的側裝磁翻板液位計由頂部針型閥、液位計本體以及底部的排污閥組成，針對這一特點(diǎn)設計一套側裝磁翻板液位計液位測試裝置（見(jiàn)圖3），該測試裝置由漏斗、軟管以及轉換接頭組成。在進(jìn)行側裝磁翻板液位計液位測試時(shí)，測試裝置的轉換接頭與側裝磁翻板液位計底部的排污閥相連接，因此測試裝置與側裝磁翻板液位計就形成了連通器，通過(guò)測試裝置的漏斗加水測試，快速有效。

5 效果及評價(jià)
通過(guò)上述對過(guò)濾分離器在日常運行及檢維修過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究及應用，川氣東送某管理處四座輸氣站場(chǎng)在過(guò)去一年中均未出現快開(kāi)盲板泄漏現象。嚴格執行定期維護原則，反映出提升檢維修質(zhì)量能從本質(zhì)上消除安全隱患；采用壓力循環(huán)置換法進(jìn)行氮氣置換操作，置換效果明顯提升，達到了置換標準，消除了死角區域引起的置換不徹底；通過(guò)制作液位測試簡(jiǎn)易裝置，能快速有效地對側裝磁翻板液位計進(jìn)行液位測試，消除了通過(guò)頂部針型閥進(jìn)行測試的不便。過(guò)濾分離器作為輸氣站場(chǎng)重要的氣質(zhì)凈化設備，直接關(guān)系到站場(chǎng)設備、儀表的安全平穩運行，因此，保證過(guò)濾分離器正常運行具有十分重要的意義?；谝陨蠈^(guò)濾分離器出現問(wèn)題的分析研究，筆者提出以下四點(diǎn)建議：
（1） 隨著(zhù)設備長(cháng)時(shí)間運行，設備進(jìn)入故障多發(fā)期，加強設備日常維護力度十分必要，同時(shí)做好備品備件的儲備工作。
（2） 對過(guò)濾分離器檢維修作業(yè)需要實(shí)施氮氣置換操作時(shí)，采用壓力循環(huán)置換法進(jìn)行置換較徹底，不易出現死角，并且根據壓力需求至少需要操作兩次以上，具體操作次數需結合實(shí)際作業(yè)時(shí)間及工作量適當選??；同時(shí)氮氣置換前應需做好球閥內漏測試工作，消除內漏而導致的置換不徹底現象。
（3） 目前在對川氣東送輸氣站場(chǎng)較多的過(guò)濾分離器進(jìn)行充壓操作時(shí)，只能通過(guò)緩慢開(kāi)啟入口球閥進(jìn)行操作，在多達幾兆帕壓差的作用下，強行開(kāi)啟入口球閥較為困難；同時(shí)在壓充過(guò)程中，在高速氣流沖刷的作用下，*易損傷球閥密封面，造成球閥內漏現象。建議給過(guò)濾分離器入口球閥加裝旁通管路，通過(guò)旁通管路平衡壓差。
（4） 建議將側裝磁翻板液位計頂部的針型閥設計為球閥，以便于液位測試。