[摘 要]深冷装置各处过滤器、分离器是用以保护装置各设备以及取出原料气中杂质的重要接点设施，过滤器、分离器效果的好坏对装置中压缩机、空冷器等设备的影响是较为重大的，装置过滤、分离设备一旦发生故障，轻则影响装置处理气量，增加设备能耗，重则导致装置停产，影响装置产量，本文通过研究南八深冷装置压缩单元近两年来发生堵塞的各种情况，找出造成这些情况的原因，并综合分析问题原因，提出解决此类问题的建议和对策，从而立项实施解决存在问题。
　　[关键词]积碳、堵塞、空冷器、水合物
　　中图分类号：TE964 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0021-01
　　引言
　　天然气分公司南八深冷装置压缩单元过滤器清理频率较高（三个月一次），过滤器内杂质较多；空冷器漏点较多并且堵塞严重，原料气压缩机由于工艺气杂质原因分别于2014年8月7日和2014年12月17日进行解体更换转子、干气密封，这些已经对装置的正常平稳运行产生了较大的影响。
　　一、南八深冷压缩单元存在问题说明
　　（一）压缩机存在问题说明：
　　近年来发现，高压缸高压端转子轴套磨损缺失且积碳严重，低压端有轻微划痕；高压缸高压端轴端梳齿密封积碳、磨损严重，12平衡孔均有积碳，其中2个堵塞严重；高压缸两端干气密封，主密封气入口积碳严重，且高压端动环座表面粗糙不光滑。拆卸压缩机一、二、三级入口滤网，二级滤网内积碳较多，三级积碳一般，一级积碳较少。
　　（二）过滤器情况说明
　　深冷装置2014年共计发生过1次由于湿气系统堵塞直接导致装置停机抢修，共计停机时间为3.97小时，停机原因为压缩机二级入口过滤器堵塞，压缩机一级出口温度、压力升高，无法正常运行，停机更换滤网。检查发现二级入口滤网被积碳堵死，此次停机距离检修后启机仅27天。检查除油器内部、更换除尘器滤料、过滤分离器入口滤网时发现均已基本堵塞，内部结构腐蚀严重。
　　（三）空冷器情况说明：
　　深冷装置多次停机维修空冷器次，处理三级空冷器渗漏，过程中发现空冷器管束堵塞情況严重，部分空冷器管束已堵死。检修期间对级间6台空冷器下三排管束经行清洗，共清理出大量积碳，检查发现堵塞物为天然气水合物。
　　二、问题原因分析及结论
　　目前装置存在的最大的直接问题是空冷器管束渗漏、空冷器管束堵塞、积碳，空冷器管束发生渗漏或渗漏严重的部位有以下几个共同点：
　　（1）渗漏的空冷器管束均为湿气系统；
　　（2）渗漏管束90%以上为空冷器底排管束；
　　（3）最先发生渗漏或渗漏严重部位均为管束的边角处；
　　（4）管束渗漏点均为管束与管板接口处。
　　根据以上几个共同点，我们可得出空冷器渗漏的直接原因，首先渗漏的空冷器均为湿气系统，底排管束为空冷器管束温度最低点，也是空冷器中烃、水、气混合的部位，此位置最易发生腐蚀现象，其次渗漏严重部位均为管束的边角处，边角处的介质流动性最差，腐蚀也最强，最后，渗漏点均为管束与管板接口处，空冷器管束采用的是胀焊工艺，接口处渗漏说明是焊口处出现渗漏，焊口处抗腐蚀效果最差，这也符合腐蚀渗漏的情况。
　　通过上述分析我们得出，空冷器管束渗漏主要原因是由于腐蚀渗漏情况，腐蚀介质应为烃、水混合物以及硫化物等。
　　除此之外，级间空冷器堵塞也是间接导致空冷器管束腐蚀渗漏的原因之一，由于空冷器堵塞，管束内流道不顺畅，管束箱底部积碳导致管束内局部位置内烃、水堆积，对局部位置腐蚀加重；级间空冷器堵塞的原因有二，一是装置入口除杂效果较差，二是在三级空冷器内烃、水、杂质以及不明物质引起反应，生成类似可燃冰类的物质，此类物质常温、常压时成固态，对空冷器管束造成堵塞。
　　我们针对堵塞物的组成进行了简单的探索，外观看堵塞物质为固体密度较小，类似于干松木，颜色为黄色和乳白色两种，质地坚硬，常温下为固体，温度升至40℃左右时融化并伴有气泡生成.对其进行点火试验，此物质极易燃烧，燃烧时火焰成黄色，燃烧反应稳定，燃烧后该物质呈液态，通过反应现象可得出结论：该物质是由水、烃、可燃气体混合而成，内部存在黑色固体杂质，由于火焰不呈现蓝色，所以无硫单质存在，但不排除存在硫化氢，所以该物质为天然气水合物。
　　三、天然气水合物形成机理分析
　　天然气水化物是轻的碳氢化合物和水形成的疏松晶体化合物，是一种天然气中的小分子与水分子形成的类冰状固态化合物，在高压下这些固体可在高于0℃时形成。
　　通常情况下甲烷与水在3.0MPa的压力下，温度达到0℃即可形成水化物，其特点为：
　　1.甲烷、乙烷、丙烷、硫化氢等分子量较小的气体均可形成水化物；
　　2.气体因流向的突变而产生的搅动更有利于生成水化物；
　　3.晶种的存在更有利于生成水化物；
　　4.气体中的含水量越大越容易生成水合物。
　　本装置原料气中存在大量甲烷、乙烷、丙烷、硫化氢分子，空冷器管束中的气体流向会产生突变，由于空冷器中积碳的影响气体会产生搅动现象，空冷器中的积碳小颗粒是形成水化物的晶种，而级间空冷器中的原料含水量是基本饱和的，所以在级间空冷器管束中完全具备天然气水合物形成的条件，
　　南八深冷装置处理的湿气相对密度为0.74，三级空冷器压力为3.2MPa，由上图分析可知，只要温度要低于13℃便易形成水合物；
　　四、改造建议
　　1.每3年更换一次易漏部位原型号空冷器，并且每年检修期定期清理空冷器管束；
　　2.更换空冷器管束材质，更换后的管束材质要表面光滑并且抗腐蚀性较强，并且加强胀焊工艺；
　　3.增加一台除油器。更换现有除油器内部填料；
　　4.改造除尘器、改造入口分离器；
　　5.更改高压缸工艺密封气气源，减少节流降温现象，减少密封气与泄露工艺气温差。
　　参考文献：
　　[1] 宋世昌，李光，杜丽民等.天然气地面工程设计，2014 年5月第一版，中国石化出版社。
　　[2]李杰训，田一华，戴仲等.油气矿场加工，2013年8月第一版，中国科学技术出版社。
　　[3]董其伍等.换热器，2011年8月第一版，化学工业出版社。
　　[4]戴仲等.南八深冷技术手册，大庆油田天然气分公司。