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美國PEI公司開發(fā)天然氣濕氣管道積液自動清管系統(tǒng)

天然氣集輸管道系統(tǒng)主要用于將天然氣氣田中產(chǎn)出的天然氣輸往附近的天然氣處理廠進行脫水、脫離和凈化等工藝處理，使其物性參數(shù)滿足長輸天然氣管道的工藝要求。氣田產(chǎn)出的天然氣往往含有重質(zhì)烴、水分、硫化物和雜質(zhì)，未經(jīng)深加工的凝析氣在管輸過程中將產(chǎn)生凝析液，這種氣體被稱為濕天然氣，濕天然氣的管輸屬于氣、液混相流范疇。對于濕氣輸送，隨著凝析液的增加，管道的實際流通面積減少，動力消耗增加。隨著時間的推移，管道中的凝析液的量越來越大，為降低管道輸送氣體的單位能耗，就必須在管道運行一段時間后實施清管。清管后與清管前相比，管道的實際流通面積增大，管輸摩阻損失減少，單位氣體的動力消耗也降低。所以清管是管道運行一段時間必須的作業(yè)。

球形清管球是最簡單的清除積液清管器。分為實心和空心的兩種，用于直徑小于或等于DN100管道清管的球為實心球；大于DN100管道清管的球為空心球。

清管作業(yè)作為濕氣管道系統(tǒng)重要的日常工藝操作，對于不同運行狀態(tài)的管道，清管周期通常為每年一次到每月一次之間不等，是天然氣站場管理運行中的一項非常重要的工作，相對繁重和危險，具有一定的安全隱患。美國Pipeline Equipment公司針對濕氣管道清管作業(yè)，開發(fā)了管道自動清管系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)為管道操作人員提供三種自動清管模式：

（1）手動發(fā)球：現(xiàn)場觸發(fā)發(fā)球開關(guān)，實時啟動清管作業(yè)；

（2）定時發(fā)球：設(shè)定發(fā)球時間和兩次發(fā)球時間間隔，鎖定后自動啟動定時清管作業(yè)；

（3）遠程遙控：接收來自控制中心的發(fā)球命令，自動完成清管作業(yè)，并向控制中心返回發(fā)球完成的信號。

圖1 自動清管系統(tǒng)

自動清管系統(tǒng)采用全密封式筒體設(shè)計，用于截斷和密封功能閥門只有在清管球通過的時候才會開啟，節(jié)約了人力操作，減少了氣體泄漏和閥門維護，同時降低了HSE（健康、安全和環(huán)境）風(fēng)險。

控制系統(tǒng)方面，自動清管系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)采用帶有人機界面功能（HMI）的可編程邏輯控制器（PLC），操作面板配有防爆外殼，安裝在發(fā)球軌道旁的安全區(qū)域內(nèi)，方便操作人員近距離操作?？刂葡到y(tǒng)采用經(jīng)過調(diào)壓和過濾后的天然氣作為氣動控制發(fā)射器的動力源，如圖2所示。

圖2 防爆操作面板和氣控調(diào)節(jié)器

清管系統(tǒng)的控制面板主要顯示以下信息：時間、日期、管理員身份驗證、可用清管球數(shù)量、發(fā)射器位置、清管球通過位置指示器、發(fā)球時間、下次發(fā)球時間、近期操作事件、故障事件報告（如果發(fā)生事故）。

自動清管系統(tǒng)提供兩種清管方式，分別是：

（1）全自動發(fā)射球形清管器模式；

（2）可以手動清理、調(diào)整和放置內(nèi)檢測器的自動發(fā)球模式。

清管球發(fā)射臺最多可以同時放置10個14英寸清管球或者8個16英寸清管球，并配有用于減輕裝卸作業(yè)的勞動強度的工作平臺。為了滿足用戶的使用需求，Pipeline Equipment公司配有專門的技術(shù)人員為客戶提供技術(shù)指導(dǎo)和操作培訓(xùn)等技術(shù)支持服務(wù)。

祝愨智 編譯自PEI公司官網(wǎng)