气田井场零碳脱硫装置的制作方法

本发明属于油气处理站场，具体涉及一种气田井场零碳脱硫装置。

背景技术：

1、目前，以上古气藏为主的苏里格气田和榆林气田等长庆上古气藏区域正逐步开发下古含硫气藏，这部分下古气井具有数量多、单井气量低、位置偏、分布散、不集中、天然气潜硫含量低(70～1000mg/m3)的特点，且周围没有下古集输系统，导致产能无法发挥。长庆气田目前采用的醇胺法脱硫法等均因工艺复杂、投资高等原因，不适用于分散的气田单井脱硫。2017年以来在长庆气田井站陆续开展了相关的三嗪溶液脱硫现场试验和工业化应用，形成的技术系列和装置成为边远井、下古井有效开发的利器，本发明装置在前期试验装置的基础上进行了进一步的优化升级和创新，将为长庆低含硫天然气的脱硫提供一种新的思路和手段，对长庆气田的偏远低潜含硫气井充分发挥产能有重要的意义，对国内低含硫天然气脱硫领域工业化应用起到积极的示范及推动作用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种气田井场零碳脱硫装置，解决了现有技术中存在的气田单井脱硫过程中碳排放量较大，且无法实现自动化控制的问题。

2、本发明所采用的技术方案是，气田井场零碳脱硫装置，包括主体工艺系统、辅助生产系统和公用工程系统；

3、主体工艺系统包括分离器、脱硫罐a和脱硫罐b；

4、辅助生产系统包括放空系统、排液系统和硫化氢在线检测系统；

5、公用工程系统包括plc智能控制系统、仪表及配电系统和智能微电网系统。

6、本发明的特点还在于：

7、分离器为双筒式结构，包括上筒体和下筒体两部分，上筒体包括天然气进口、人孔a、波纹板组a、波纹板组b、液位计口a和出口过滤分离装置；下筒体包括两侧的快开盲板、与上筒体的连通管、排液口a、液位计口b和鞍座；分离器上下筒体均设置有带有数据上传功能的液位计。

8、分离器连接有进口管线a、出口管线a、硫化氢取样管线a、就地排液管线a和自动排液管线a；进口管线a上设置有安全阀、电动球阀、压力温度显示变送及取样阀组，出口管线a上设置有天然气流量计，就地排液管线a上设置有就地排液阀。

9、脱硫罐a和脱硫罐b的结构完全一样，脱硫罐的筒体外部设置有天然气进气口、出气口、温度计口、溶液加注口、差压计口、人孔b、排液口b、液位计口c；脱硫罐的筒体内部从下至上依次设置有气体分布器、筛板、除沫器和丝网捕雾器。

10、脱硫罐a连接有进口管线b、出口管线b、溶液加注管线b、就地排液管线b、自动排液管线b、拉运排液管线b、罐出口放空管线b；进口管线b上设置有电动球阀，出口管线b上设置有电动球阀和压力表及取样阀组b，溶液加注管线b上设有球阀和拉运快速接头b，就地排液管线b上设有球阀，自动排液管线b上设有电动球阀，拉运排液管线b上设有球阀。

11、脱硫罐b连接有进口管线c、出口管线c、溶液加注管线c、就地排液管线c、自动排液管线c、拉运排液管线c、罐出口放空管线c；进口管线c上设置有电动球阀，出口管线c上设置有电动球阀和压力表及取样阀组c，溶液加注管线c上设有球阀和拉运快速接头c，就地排液管线c上设有球阀，自动排液管线c上设有电动球阀，拉运排液管线c上设有球阀。

12、拉运排液管线b和拉运排液管线c共同连接至排液总拉运管线，出口管线b和出口管线c共同连接至罐出口总管线；排液总拉运管线上设有拉运快速接头d，罐出口放空管线b和罐出口放空管线c上共同设有由球阀和节流截止放空阀组成的放空阀组，罐出口总管线上设有电动调节阀、压力表及取样阀组d和电动球阀；电动调节阀前后安装有压力变送器。

13、排液系统连接有自动排液管线a和出口管线d；硫化氢在线检测系统连接有取样管线a和取样管线b。

14、plc智能控制系统具有如下功能：

15、a)装置进口压力监测，当达到设定值时关闭进口管线a上的电动球阀；

16、b)装置进口天然气温度监测；

17、c)分离器液位监测；分离器天然气出口流量监测，流量累积计算；分离器液相流量监测，流量累积计算；

18、d)脱硫罐温度监测、液位监测；脱硫罐进出口差压监测，超限报警；

19、e)装置进出口硫化氢浓度监测：

20、通过控制硫化氢在线检测仪配套的电磁阀，实现装置进口、出口硫化氢的检测切换；

21、当检测从进口或出口切换至出、进口检测时，延时一定时间后进行采用，延时时间可现场调整；

22、f)脱硫罐主备用切换控制：

23、两个脱硫罐一用一备，运行过程通过开关脱硫罐进出口阀门实现自动切换，切换依据为脱硫罐出口硫化氢检测值；当脱硫罐a出口硫化氢含量大于或等于20mg/m3时，打开脱硫罐b进口管线c和出口管线c上的电动球阀，关闭脱硫罐a进口管线b和出口管线b上的电动球阀；当检测脱硫罐b出口硫化氢含量大于或等于5mg/m3时，在plc发出溶液尽快更换提醒；当脱硫罐b出口硫化氢含量大于或等于20mg/m3时，自动关闭脱硫罐b进口管线c和出口管线c上的电动球阀和进口管线a和罐出口总管线上的电动球阀；

24、g)脱硫罐排液控制：

25、脱硫罐排液设置两种模式，分别为自动排液模式和人工拉运模式，排液模式可在plc箱液晶屏上选择，默认为自动排液模式；排液模式的选择应该在装置进口截断后人工确认是否排液，如果选择排液，则询问时候启动默认自动排液模式，如果不同意，则选择人工拉运模式；

26、自动排液模式：打开进口管线a和罐出口总管线上的电动球阀，打开脱硫罐a进口管线b上的电动球阀，打开脱硫罐a自动排液管线b上的电动球阀，当脱硫罐a液位排至设定的低液位时，打开脱硫罐b进口管线c和出口管线c上的电动球阀和脱硫罐b自动排液管线c上的电动球阀，同时关闭脱硫罐a进口管线b上的电动球阀和自动排液管线b上的电动球阀，当脱硫罐b液位排至设定的低液位时，关闭进口管线a和罐出口总管线上的电动球阀和脱硫罐b进口管线c上的电动球阀和自动排液管线c上的电动球阀；

27、人工拉运模式：装置保持所有进出口阀门的关闭状态，系统不动作，执行现场手动开启拉运阀门操作；

28、h)电动调节阀前后压力变送及连锁调节阀门开度；

29、i)装置出口压力监测及调节控制，当达到设定压力值时关闭罐出口总管线上的电动球阀；

30、j)装置更换溶液后投产控制：

31、装置的两个脱硫罐加满溶液后或人工更换完溶液后，通过plc控制，启动运行状态，打开进口管线a和罐出口总管线上的电动球阀，再打开脱硫罐a进口管线b和出口管线b上的电动球阀，脱硫罐b保持关闭状态，装置正常投用；

32、k)plc预留rj45接口将数据上传至所属上级管理系统，接收并自动执行上级管理系统的控制指令；

33、l)plc采用4g无线传输方式，开发手机版app，通过4g接收装置的运行参数，app实现装置流程显示、运行参数显示、历史趋势曲线、参数预警、故障报警功能。

34、智能微电网系统包括分布式光伏、分散式风电、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置。

35、本发明的有益效果是：

36、本发明零碳脱硫装置具有小压差大液量自动排液、双塔瞬间高效鼓泡脱硫、一拖二硫化氢在线监控、气液精确计量、高低压紧急截断、风光储智能微电网、plc智能控制、能耗及碳排放量统计、自动定位和远程监视等功能。本发明零碳脱硫装置适用于分散的气田单井脱硫，可实现脱硫过程中零碳排放、脱硫过程自动化控制及无人值守。