摘要：近年來天然氣在線分析儀在長(zhǎng)慶氣田各處理廠/凈化廠應(yīng)用廣泛，主要用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品氣的 水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)、硫化氫含量和氣體組分等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。但在實(shí)際應(yīng)用中儀器故障率較高，未能 完全發(fā)揮其應(yīng)有作用，問題的主要癥結(jié)在于取樣與預(yù)處理系統(tǒng)不完善，進(jìn)口設(shè)備售后維護(hù)不到 位，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)能力薄弱以及傳統(tǒng)觀念限制。為此，提出了四項(xiàng)解決對(duì)策，即完善取樣和預(yù)處理 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工;優(yōu)化選型設(shè)計(jì);明確崗位職責(zé);轉(zhuǎn)變觀念，強(qiáng)化管理。通過對(duì)在線分析儀 應(yīng)用全流程各環(huán)節(jié)問題的改善，全面提高了在線分析儀在長(zhǎng)慶氣田的應(yīng)用水平，提高了產(chǎn)品質(zhì) 量，保障了安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)控制、能量計(jì)量的目標(biāo)。

　　關(guān)鍵詞：在線分析儀;天然氣凈化;取樣;預(yù)處理

　　在線分析儀是指直接安裝在生產(chǎn)流程中，對(duì)物 料 的 組 分 或 物 理 參 數(shù) 進(jìn) 行 連 續(xù) 或 間 斷 分 析 的 儀 表[1] 。在我國(guó)，石油化工和環(huán)境保護(hù)行業(yè)，是在線 分析儀應(yīng)用最為密集的領(lǐng)域。 在天然氣行業(yè)，在線分析儀提供必需的產(chǎn)品質(zhì) 量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和環(huán)境分析數(shù)據(jù)，是提高產(chǎn) 品質(zhì)量、保障安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制、達(dá)成能量 計(jì)量的重要手段。天然氣行業(yè)常用的在線分析儀主要包括色譜分析儀、硫化氫分析儀、總硫分析儀、 水露點(diǎn)分析儀和烴露點(diǎn)分析儀[2] 。

　　1 長(zhǎng)慶氣田地面建設(shè)概述

　　截至 2018 年底，長(zhǎng)慶氣田已建成天然氣生產(chǎn) 能力 400×108 m3 /a。主力氣田包括靖邊氣田、榆林 氣田、神木氣田、子洲-米脂氣田和蘇里格氣田。 長(zhǎng)慶氣田的井口天然氣氣質(zhì)各個(gè)氣田有所不同 ， 靖 邊 氣 田 的 井 口 天 然 氣 含 有 H2S、 CO2， 榆 林、神木、子洲-米脂和蘇里格氣田的天然氣中含 有少量的凝析油，但 H2S、CO2含量輕微。

　　長(zhǎng)慶天 然氣主要用作民用，根據(jù)長(zhǎng)慶天然氣的氣質(zhì)特征和 商品天然氣的質(zhì)量要求，不同氣田的天然氣凈化、 處理工藝也不盡相同[3-4] 。靖邊氣田采用集中凈化的 工 藝 模 式 ， 天 然 氣 凈 化 廠 選 用 甲 基 二 乙 醇 胺 (MDEA) 脫除酸性氣體工藝，并針對(duì)原料氣高碳 硫比的氣質(zhì)特點(diǎn)，研發(fā)了復(fù)配 MDEA 溶液脫硫、脫 碳技術(shù)，提高了裝置運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。脫水采 用成熟的三甘醇脫水工藝，硫磺回收引進(jìn)了林德公 司的 Clinsulf- do 直接氧化工藝。榆林、神木、子 洲-米脂和蘇里格氣田均采用集中處理的工藝模 式，選用了丙烷制冷脫烴、脫水工藝技術(shù)，主要脫 除水分和凝析油，以有效降低進(jìn)入長(zhǎng)輸管道天然氣 的烴、水露點(diǎn)[5] 。

　　截至 2018 年底，長(zhǎng)慶氣田共建成 5 座凈化廠和 12 座處理廠。靖邊氣田凈化廠采用混合醇胺溶液 (MDEA+DEA)脫硫脫碳、三甘醇脫水的主體工藝， 榆林、神木、子洲-米脂和蘇里格氣田處理廠均采 用丙烷制冷脫水脫烴的主體工藝。

　　2 在線分析儀應(yīng)用現(xiàn)狀

　　長(zhǎng)慶氣田主要在凈化廠 (處理廠) 的產(chǎn)品氣外 輸管線上應(yīng)用在線分析儀，用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品氣的相關(guān) 參數(shù)，常用的在線分析儀主要有微量水分與水露點(diǎn) 分析儀、烴露點(diǎn)分析儀、硫化氫分析儀和色譜分析 儀。此外，部分凈化廠在硫磺回收裝置酸氣管線上 安裝了硫化氫分析儀、在尾氣管線上安裝了 H2S/ SO2比值分析儀[6] 。 以長(zhǎng)慶氣田有代表性的 A 凈化廠和 B 處理廠為 例，說明在線分析儀的具體應(yīng)用情況。 A 凈化廠共有各類分析儀 17 套，正常運(yùn)行 7 套 。 B 處 理 廠 共 有 各 類 分 析 儀 7 套 ， 正 常 運(yùn) 行 3 套。

　　3 存在問題分析

　　A 凈化廠和 B 處理廠各類分析儀表的故障率普 遍在 60%以上，運(yùn)行效果并不十分理想。對(duì)兩座凈 化 (處理) 廠的 14 臺(tái)故障分析儀器的影響因素進(jìn) 行調(diào)研和分析，得出故障因素統(tǒng)計(jì)表。由此可知，導(dǎo)致分析儀運(yùn)行不正常的主要原因 集中在以下幾個(gè)方面：

　　(1) 取樣與預(yù)處理系統(tǒng)不完善。大多數(shù)故障源 于取樣系統(tǒng)而非儀表本體，樣品處理系統(tǒng)存在的諸 多問題，已經(jīng)成為制約在線分析儀正常運(yùn)行的瓶 頸[7] 。常見的問題包括：①取樣探頭安裝不規(guī)范，如 取樣探頭未插入天然氣管道中部取樣，而是錯(cuò)誤地 直接在天然氣管道上鉆孔焊接短管取樣，導(dǎo)致組分 失真[8] ;②樣氣減壓環(huán)節(jié)安裝錯(cuò)誤，如未采用電加熱 減壓，而是錯(cuò)誤地使用針型閥減壓，導(dǎo)致冷凝液體 進(jìn)入儀器導(dǎo)致故障，有的甚至未設(shè)置減壓環(huán)節(jié)，直 接將壓力不符合要求的樣品送入儀器[9] ;③取樣管線 未設(shè)置保溫和伴熱。裸露鋼管受環(huán)境溫度影響，樣 氣中的水分吸附在管壁上，嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果。 存在這些問題的原因，一方面在于施工安裝不 規(guī)范，缺乏有效的施工監(jiān)督及驗(yàn)收;另一方面在于 目前取樣和預(yù)處理系統(tǒng)流程未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，各供應(yīng) 商和系統(tǒng)集成商做法互不相同、難以統(tǒng)一，施工方 拿不到供應(yīng)商的圖紙，工程驗(yàn)收也無據(jù)可查。

　　(2) 進(jìn)口設(shè)備售后和維護(hù)不到位。分析儀表大 都屬于進(jìn)口設(shè)備，但目前國(guó)外供應(yīng)商的售后維保體 系不完善，備品備件供應(yīng)渠道不暢，供貨周期長(zhǎng)， 維護(hù)費(fèi)用高，售后不及時(shí)，導(dǎo)致了儀器的維修延 誤，造成長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。尤其是某些老型號(hào)分析儀表，其備品備件甚至已經(jīng)不再生產(chǎn)，這個(gè)問題在本 次調(diào)查中體現(xiàn)得尤為突出。

　　(3) 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)能力薄弱。與常規(guī)儀表不同，天 然氣在線分析儀表大多結(jié)構(gòu)精密、原理復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng) 操作人員缺乏系統(tǒng)培訓(xùn)，難以對(duì)一般故障做出判斷 和處理。又缺乏相應(yīng)的操作規(guī)程和規(guī)章制度，技術(shù) 人員培訓(xùn)慢、培訓(xùn)難，一旦發(fā)生人員崗位變動(dòng)更是 無人可替。

　　(4) 重視程度不足，缺少相關(guān)規(guī)程章程。目前 長(zhǎng)慶氣田在線分析儀主要設(shè)置在凈化廠 (處理廠) 產(chǎn)品氣外輸環(huán)節(jié)，在現(xiàn)階段，在線分析儀仍主要作 為人工分析的補(bǔ)充和參考[10] 。部分操作人員仍存在 傳統(tǒng)的“在線分析數(shù)據(jù)沒有人工化驗(yàn)準(zhǔn)確”的觀 念。加上儀表本身應(yīng)用情況不理想，部分操作人員 失去了對(duì)在線分析儀的信心，依賴程度不高、重視 程度不足。

　　4 問題解決對(duì)策

　　(1) 完善取樣和預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工。對(duì) 常用的幾種型號(hào)分析儀取樣和預(yù)處理環(huán)節(jié)的圖紙進(jìn) 行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，嚴(yán)格按圖紙施工并驗(yàn)收。未實(shí) 現(xiàn)處理流程標(biāo)準(zhǔn)化的分析儀，供應(yīng)商應(yīng)在施工圖設(shè) 計(jì)階段及時(shí)介入，提高設(shè)計(jì)圖紙深度。業(yè)主、設(shè)計(jì) 院和產(chǎn)品供應(yīng)商均應(yīng)轉(zhuǎn)變過去“重儀表，輕配套” 的傳統(tǒng)觀念，將樣品處理環(huán)節(jié)列為在線分析儀表應(yīng) 用的重中之重。

　　(2) 優(yōu)化選型設(shè)計(jì)。考慮到現(xiàn)場(chǎng)自然條件惡 劣、維護(hù)力量有限，應(yīng)盡可能傾向于選擇穩(wěn)定耐 用、維護(hù)工作量小的分析儀，優(yōu)先考慮國(guó)產(chǎn)設(shè)備。 在選擇進(jìn)口產(chǎn)品時(shí)，對(duì)售后服務(wù)和備件供應(yīng)周期應(yīng) 提出明確要求。

　　(3) 明確崗位職責(zé)。目前氣田現(xiàn)場(chǎng)面臨較大的 用工壓力，在沒有條件設(shè)立專職崗位的情況下，應(yīng) 有兼職分析儀表崗，規(guī)定專人負(fù)責(zé)并加強(qiáng)操作使用 培訓(xùn)，使之具備基本的故障排查能力。還需建立完 整的設(shè)備臺(tái)賬和操作規(guī)程，保證在人員更替的情況 下不影響使用。

　　(4) 轉(zhuǎn)變觀念，強(qiáng)化管理。樹立“應(yīng)用在線分析儀是實(shí)現(xiàn)氣田減員增效有效手段”的觀念，將在線分析儀的應(yīng)用情況納入考核管理范圍。

　　化工師論文投稿刊物：《石化技術(shù)》(季刊)創(chuàng)刊于1980年，由北京燕山石油化工有限公司主辦。 生產(chǎn)與科研相結(jié)合，石油化工與精細(xì)化工并重，為石化行業(yè)科技人員服務(wù)。讀者對(duì)象：從事石油化工工業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)開發(fā)研究的工程技術(shù)人員、科研工作者，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　現(xiàn)階段，在線分析儀為長(zhǎng)慶氣田保障產(chǎn)品質(zhì)量 和維持安全環(huán)保生產(chǎn)提供了必要的數(shù)據(jù)。隨著長(zhǎng)慶氣田的不斷發(fā)展，氣田信息化、數(shù)字化相關(guān)新技術(shù) 的不斷涌現(xiàn)，提高氣田智能化水平、減少現(xiàn)場(chǎng)操作 用工數(shù)是大勢(shì)所趨。使用在線分析儀的實(shí)時(shí)連續(xù)分 析取代人工取樣化驗(yàn)，是降低勞動(dòng)強(qiáng)度、盤活人力 資源的有效手段。此外，隨著長(zhǎng)慶氣田一大批新項(xiàng) 目的設(shè)計(jì)和投運(yùn)，如上古天然氣處理總廠、橇裝處 理站等，對(duì)在線分析儀的應(yīng)用水平也提出了更高的 要求。因此，分析梳理在線分析儀目前應(yīng)用存在的 問題，制訂對(duì)策及時(shí)解決問題，切實(shí)發(fā)揮分析儀的 作用，具有重要的意義。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 中國(guó)石化工程建設(shè)公司.石油化工在線分析儀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 規(guī) 范 ： SH/T 3174—2013[S]. 北 京 ： 中 國(guó) 石 化 出 版 社 ， 2014：3-6 Engineering Construction Corporation SINOPEC. Design specification for on - line analyzer systems in petrochemical industry： SH/T 3174—2013[S]. Beijing： China Petrochemical Press，2014：3-6.

　　[2] 王森，張繼勇，郭和，等.天然氣工業(yè)在線分析技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017. WANG Sen， ZHANG Jiyong， GUO He， et al. On - line analysis technology of natural gas industry[M]. Beijing： Chemical Industry Press，2017.

　　作者：張?chǎng)?1 楊丹陽(yáng) 2 劉元?jiǎng)?1 李健 1