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【摘要】本文紧紧围绕巧妙改造缓冲气囊接头，使机泵安全、高效运行这一课题，积极展开各项技术攻关活动，采取有效措施，最大限度的降低乙二醇加注泵故障停机，进而确保工艺装置安全、平稳、高效运行。
【关键词】缓冲气囊 接头改造 密封形式改造
1 牙哈作业区乙二醇加注泵运行简介
牙哈作业区集中处理站采用J-T阀制冷技术回收天然气中凝液，此技术是利用焦耳-汤姆逊效应使高压气体膨胀制冷获得低温，使气体中一部分水蒸气和烃类冷凝析出，已达到露点控制的目的。而膨胀后的温度往往低于水合物形成的温度，当含水的天然气温度降低时，就会形成水合物，堵塞管道和设备。在这种情况下采用加注乙二醇贫液可抑制水合物形成，从而脱除天然气中的水分和烃类，以确保净化后的天然气烃水露点标准能达到管输要求。
2008年10月集中处理站新增加了两台乙二醇加注泵，在投用运行后，加注泵出口的缓冲气囊与出口管线接头处，频繁出现渗漏，严重影响全站装置系统的安全平稳运行，增加了设备的安全隐患和设备操作人员的危害风险系数，对设备配件也会造成损耗。为此进行多次讨论研究，针对本站工艺要求，作者对缓冲气囊接头进行适当的工艺改造。
2 乙二醇加注泵现状调查
通过一些列的数据统计，我们不难发现，减少乙二醇加注量会严重降低产品的产量和质量。在对缓冲气囊接头泄漏点进行了跟踪调查，发现在使用了各种密封紧固处理措施后，气囊接头处还会出现渗漏现象，仍然无法排除隐患。当提高乙二醇加注量时，渗漏量逐渐加剧，管线振动频率也明显增大。在此情况下，只能降低乙二醇加注量，降低J-T阀制冷温度，来预防设备和管线发生冻堵事故。
3 原因分析
集中处理站在进行凝析气低温分离前，向系统中加注乙二醇，以防止天然气水合物的形成。
乙二醇加注泵是站内工艺系统中的关键设备，而且乙二醇加注泵出口压力高，为间断性流体，而非连续性流体，出口安装的氮气缓冲气瓶主要起到稳定压力和保证流体连续性的作用，一旦缓冲气瓶发生泄漏，乙二醇将无法平稳的注入系统，J-T阀及低温分离器就会发生冻堵，造成容器及管线憋压等安全生产事故；另外J-T阀冻堵需要升温来解冻，致使低温分离器的温度也会升高，从而降低了外输天然气的质量及液化石油气的产量。
针对乙二醇加注泵出口氮气缓冲气瓶接头泄漏问题，文章中先分析出以下可能性原因，并对其进行实施跟踪，验证结论如下：
（1）连接缓冲气瓶的接头螺纹未填加密封材料
将接头螺纹处重新缠绕生料带并涂抹螺纹密封胶，紧固后泄漏程度有所减小，但仍然无法根除泄漏点；
（2）连接缓冲气瓶的接头螺纹和接口丝扣有磨损
经拆卸后，对其进行仔细观察未发现有缺口和磨损，螺纹和丝扣连接也很顺利，并无卡阻和滑丝等情况；
（3）连接缓冲气瓶的接头不适用
对接头进行精密测量后证实接头形式为管状螺纹结构，并不是锥状螺纹结构的NPT接头；而且螺纹紧固后无法起到密封的作用；
（4）连接缓冲气瓶的接头密封形式不适用所示
在对密封形式上，因接头属管状螺纹结构，密封面是靠螺纹和丝扣之间的咬合程度来达到密封作用的径向密封。
4 解决方案
根据以上分析，作者提出以下多种解决措施，具体方案如下所示：
4.1 将缓冲气瓶接头由管螺纹接头更换为NRT接头
优点：改造成本低廉，能有效的解决接头密封不严的问题；
缺点：缓冲气瓶的接口丝扣需要重新加工，在加工过程中有可能报废，风险较高。4.2 改变缓冲气瓶的密封形式，由径向密封更换为轴向密封模式
优点：利用缓冲气瓶自身的结构，在接口凹面嵌入密封圈或环状垫片，通过加工的接头与接口凹面紧密啮合，来达到密封效果；
缺点：需要通过另一个受力面得挤压才能实现上述效果。
4.3 利用缓冲气瓶接口结构的特点，加工符合接口的环状凸面接头
优点：改造成本低廉，可以利用缓冲气瓶接口凹面的结构与接头凸面紧密啮合，以期达到密封的目的；
缺点：密封效果不是很理想，需要在啮合部位填加密封圈或环状垫片，来改变密封面的形式才能有效起到密封作用。
5 实施方案
由以上制订的对策分析，只要将第二和第三种方案相互结合起来共同实施，即缓冲气瓶接口形式改为轴向和径向相结合的方式，就可以从根本上彻底解决缓冲气瓶接头泄漏的现象，而且改造风险也比较低，如下图1所示：
6 改造方案论证
乙二醇加注泵自改造缓冲气瓶接头以来，加注泵一直运行正常，未曾出现因泄漏导致加注泵停用的情况，乙二醇加注量也恢复正常，为整个工艺装置的平稳、高效运行，提供了可靠、坚实的保障基础。
7 改造前后装置运行参数对比
7.1 外输气烃水露点对比
冬季运行中，管输天然气一项主要技术指标就是水露点，要求比管线可能达到最低环境温度低5℃以下。表2中列出了改造前后牙哈外输气水露点测试结果，可以看出，改造前J-T阀制冷温度较高，致使外输气水露点偏高，影响了外输气的质量；改造后降低了J-T阀制冷温度，外输气水露点得到有效控制，极大的提高了外输气质量。
7.2 J-T阀制冷温度和液化气产量对比
我们对比了改造前后J-T阀制冷温度曲线（如图2）所示，可以看出改造前J-T阀制冷温度只能维持在-10℃左右，改造之后J-T阀制冷温度降低至-18℃以下，分离出的凝液大大增加，液化气日产量由40t左右提高到75t左右（如图2）所示。
7.3 增加安全保障系数
经过这次改造，使乙二醇加注泵能够安全、高效的运行，大幅度提高了乙二醇的加注量，从而降低了J-T阀制冷温度，杜绝了J-T阀及低温分离器发生冻堵的可能性，保证了处理站系统装置冬季安全生产的平稳运行。
8 拓展课题
（1）密封圈应使用抗压性能和韧性比较强的橡胶材料制作，防止因挤压强度过大发生密封圈破损或断裂，造成密封效果下降的问题；
（2）为防止密封圈发生老化和塑性变形，如何更好的选择密封圈材料，增加它的使用期限；
【关键词】缓冲气囊 接头改造 密封形式改造
1 牙哈作业区乙二醇加注泵运行简介
牙哈作业区集中处理站采用J-T阀制冷技术回收天然气中凝液，此技术是利用焦耳-汤姆逊效应使高压气体膨胀制冷获得低温，使气体中一部分水蒸气和烃类冷凝析出，已达到露点控制的目的。而膨胀后的温度往往低于水合物形成的温度，当含水的天然气温度降低时，就会形成水合物，堵塞管道和设备。在这种情况下采用加注乙二醇贫液可抑制水合物形成，从而脱除天然气中的水分和烃类，以确保净化后的天然气烃水露点标准能达到管输要求。
2008年10月集中处理站新增加了两台乙二醇加注泵，在投用运行后，加注泵出口的缓冲气囊与出口管线接头处，频繁出现渗漏，严重影响全站装置系统的安全平稳运行，增加了设备的安全隐患和设备操作人员的危害风险系数，对设备配件也会造成损耗。为此进行多次讨论研究，针对本站工艺要求，作者对缓冲气囊接头进行适当的工艺改造。
2 乙二醇加注泵现状调查
通过一些列的数据统计，我们不难发现，减少乙二醇加注量会严重降低产品的产量和质量。在对缓冲气囊接头泄漏点进行了跟踪调查，发现在使用了各种密封紧固处理措施后，气囊接头处还会出现渗漏现象，仍然无法排除隐患。当提高乙二醇加注量时，渗漏量逐渐加剧，管线振动频率也明显增大。在此情况下，只能降低乙二醇加注量，降低J-T阀制冷温度，来预防设备和管线发生冻堵事故。
3 原因分析
集中处理站在进行凝析气低温分离前，向系统中加注乙二醇，以防止天然气水合物的形成。
乙二醇加注泵是站内工艺系统中的关键设备，而且乙二醇加注泵出口压力高，为间断性流体，而非连续性流体，出口安装的氮气缓冲气瓶主要起到稳定压力和保证流体连续性的作用，一旦缓冲气瓶发生泄漏，乙二醇将无法平稳的注入系统，J-T阀及低温分离器就会发生冻堵，造成容器及管线憋压等安全生产事故；另外J-T阀冻堵需要升温来解冻，致使低温分离器的温度也会升高，从而降低了外输天然气的质量及液化石油气的产量。
针对乙二醇加注泵出口氮气缓冲气瓶接头泄漏问题，文章中先分析出以下可能性原因，并对其进行实施跟踪，验证结论如下：
（1）连接缓冲气瓶的接头螺纹未填加密封材料
将接头螺纹处重新缠绕生料带并涂抹螺纹密封胶，紧固后泄漏程度有所减小，但仍然无法根除泄漏点；
（2）连接缓冲气瓶的接头螺纹和接口丝扣有磨损
经拆卸后，对其进行仔细观察未发现有缺口和磨损，螺纹和丝扣连接也很顺利，并无卡阻和滑丝等情况；
（3）连接缓冲气瓶的接头不适用
对接头进行精密测量后证实接头形式为管状螺纹结构，并不是锥状螺纹结构的NPT接头；而且螺纹紧固后无法起到密封的作用；
（4）连接缓冲气瓶的接头密封形式不适用所示
在对密封形式上，因接头属管状螺纹结构，密封面是靠螺纹和丝扣之间的咬合程度来达到密封作用的径向密封。
4 解决方案
根据以上分析，作者提出以下多种解决措施，具体方案如下所示：
4.1 将缓冲气瓶接头由管螺纹接头更换为NRT接头
优点：改造成本低廉，能有效的解决接头密封不严的问题；
缺点：缓冲气瓶的接口丝扣需要重新加工，在加工过程中有可能报废，风险较高。4.2 改变缓冲气瓶的密封形式，由径向密封更换为轴向密封模式
优点：利用缓冲气瓶自身的结构，在接口凹面嵌入密封圈或环状垫片，通过加工的接头与接口凹面紧密啮合，来达到密封效果；
缺点：需要通过另一个受力面得挤压才能实现上述效果。
4.3 利用缓冲气瓶接口结构的特点，加工符合接口的环状凸面接头
优点：改造成本低廉，可以利用缓冲气瓶接口凹面的结构与接头凸面紧密啮合，以期达到密封的目的；
缺点：密封效果不是很理想，需要在啮合部位填加密封圈或环状垫片，来改变密封面的形式才能有效起到密封作用。
5 实施方案
由以上制订的对策分析，只要将第二和第三种方案相互结合起来共同实施，即缓冲气瓶接口形式改为轴向和径向相结合的方式，就可以从根本上彻底解决缓冲气瓶接头泄漏的现象，而且改造风险也比较低，如下图1所示：
6 改造方案论证
乙二醇加注泵自改造缓冲气瓶接头以来，加注泵一直运行正常，未曾出现因泄漏导致加注泵停用的情况，乙二醇加注量也恢复正常，为整个工艺装置的平稳、高效运行，提供了可靠、坚实的保障基础。
7 改造前后装置运行参数对比
7.1 外输气烃水露点对比
冬季运行中，管输天然气一项主要技术指标就是水露点，要求比管线可能达到最低环境温度低5℃以下。表2中列出了改造前后牙哈外输气水露点测试结果，可以看出，改造前J-T阀制冷温度较高，致使外输气水露点偏高，影响了外输气的质量；改造后降低了J-T阀制冷温度，外输气水露点得到有效控制，极大的提高了外输气质量。
7.2 J-T阀制冷温度和液化气产量对比
我们对比了改造前后J-T阀制冷温度曲线（如图2）所示，可以看出改造前J-T阀制冷温度只能维持在-10℃左右，改造之后J-T阀制冷温度降低至-18℃以下，分离出的凝液大大增加，液化气日产量由40t左右提高到75t左右（如图2）所示。
7.3 增加安全保障系数
经过这次改造，使乙二醇加注泵能够安全、高效的运行，大幅度提高了乙二醇的加注量，从而降低了J-T阀制冷温度，杜绝了J-T阀及低温分离器发生冻堵的可能性，保证了处理站系统装置冬季安全生产的平稳运行。
8 拓展课题
（1）密封圈应使用抗压性能和韧性比较强的橡胶材料制作，防止因挤压强度过大发生密封圈破损或断裂，造成密封效果下降的问题；
（2）为防止密封圈发生老化和塑性变形，如何更好的选择密封圈材料，增加它的使用期限；