該氣田采出水中硫化物濃度高(H?S 占比 20%-30%),原正壓氣提技術(shù)受限于氣液傳質(zhì)效率,面臨三大痛點:
1.效率低下
脫硫效率僅 40%,出水硫含量超標的 1500mg/L,遠超水處理站 500mg/L 的接納標準;
2.成本高企
為達標需投加過量除硫藥劑,年運行成本超 800 萬元,同時產(chǎn)生大量含硫污泥;
3.安全隱患
正壓系統(tǒng)密封性不足,易造成 H?S 泄漏風險,不符合西南地區(qū)嚴苛的環(huán)保安全要求。
在四川某高含硫氣田開發(fā)中,集氣總站原正壓氣提裝置因水質(zhì)變化導(dǎo)致脫硫效率驟降至 40%,氣提出水硫含量高達 1500mg/L,造成除硫藥劑消耗激增、產(chǎn)泥量超標及嚴峻的環(huán)保壓力。沃爾姆真空憑借定制化負壓氣提解決方案,為氣田綠色開發(fā)提供核心裝備支撐。
該氣田采出水中硫化物濃度高(H?S 占比 20%-30%),原正壓氣提技術(shù)受限于氣液傳質(zhì)效率,面臨三大痛點:
1.效率低下
脫硫效率僅 40%,出水硫含量超標的 1500mg/L,遠超水處理站 500mg/L 的接納標準;
2.成本高企
為達標需投加過量除硫藥劑,年運行成本超 800 萬元,同時產(chǎn)生大量含硫污泥;
3.安全隱患
正壓系統(tǒng)密封性不足,易造成 H?S 泄漏風險,不符合西南地區(qū)嚴苛的環(huán)保安全要求。
沃爾姆真空提供負壓氣提技術(shù)改造方案,通過液環(huán)真空壓縮機構(gòu)建負壓環(huán)境,利用 “分壓降低→溶解度下降→硫化物逸出” 原理,實現(xiàn)高效脫硫。針對氣田 “間歇運行、缺水高硫、多雨多蝕” 的特殊工況,沃爾姆制定全流程定制方案:
1. 動態(tài)工況適配:預(yù)留柔性擴展空間
工況特點:間歇式氣提工藝導(dǎo)致入口壓力波動(-50kPa~-30kPa),氣量隨氣液分離效率動態(tài)變化(500~1200m3/h)。
定制方案:
采用模塊化撬裝設(shè)計,預(yù)留 1 臺同規(guī)格真空壓縮機的安裝基礎(chǔ)與管路接口,滿足未來 3 年工藝擴能需求;
配置智能變頻控制系統(tǒng),根據(jù)入口壓力傳感器信號自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,確保負壓穩(wěn)定在 - 45kPa±2kPa。
2. 缺水環(huán)境解決方案:集成閉式冷卻系統(tǒng)
工況挑戰(zhàn):現(xiàn)場無持續(xù)冷卻水供應(yīng),夏季極端高溫下工作液溫度易超 60℃,導(dǎo)致真空度衰減。
定制方案:
撬裝內(nèi)置 30kW 制冷機組,搭配板式換熱器組成閉式循環(huán)系統(tǒng),將工作液溫度精準控制在 25±2℃;
設(shè)計獨立水箱(容積 1000L)及自動補水閥,單次補水可滿足 72 小時連續(xù)運行,徹底擺脫對外部水源依賴。
3. 高硫腐蝕防護:全流程抗硫設(shè)計
介質(zhì)特性:抽吸介質(zhì)含 20%-30% H?S、50μm 以下固體顆粒,大氣環(huán)境中 SO?含量達 0.15mg/m3,形成 “氣相 + 液相” 雙重腐蝕。
定制方案:
材料升級:葉輪、泵體、密封環(huán)采用 S31603 不銹鋼(抗點蝕系數(shù)≥32),螺栓螺母經(jīng)鍍銀抗硫處理,表面硬度提升至 HV300;
安全監(jiān)測:尾氣管道集成在線式 H?S 檢測儀(量程 0-10000ppm,精度 ±1%)、氧氣含量傳感器(聯(lián)鎖停機閾值<19.5%),實時監(jiān)控泄漏風險。
4. 西南氣候適配:全天候防護結(jié)構(gòu)
環(huán)境要求:年降雨量超 1200mm,極端濕度達 95%,需防止電氣元件受潮及金屬結(jié)構(gòu)銹蝕。
定制方案:
配置壓縮機棚,采用鍍鋅鋼結(jié)構(gòu) + 防腐涂層,棚頂坡度設(shè)計 30° 加速排水;
電氣控制柜內(nèi)置防潮加熱器(濕度>70% 自動啟動)、冷凝水導(dǎo)流槽,確保 PLC 控制系統(tǒng)在濕度 90% 環(huán)境下穩(wěn)定運行。
項目投用三年以來,設(shè)備運行指標如下:
指標 | 改造前 | 改造后 | 提升效果 |
脫硫效率(%) | 40 | 90 | +125% |
出水硫含量(mg/L) | 1500 | 150 | 達標率 100% |
藥劑用量(噸 / 月) | 85 | 22 | -74% |
年故障停機時間(小時) | 120 | 0 | 零故障運行 |
關(guān)鍵可靠性設(shè)計成效:
智能聯(lián)鎖保護:監(jiān)測系統(tǒng)累計觸發(fā)報警 12 次,均在 30 秒內(nèi)自動停機,避免 3 次潛在泄漏事故;
環(huán)境適應(yīng)性:經(jīng)歷 2024 年極端暴雨(單日降雨量 200mm),壓縮機棚內(nèi)設(shè)備無進水、無受潮,運行數(shù)據(jù)無波動。
“在高含硫氣田這種‘苛刻工況 + 高安全要求’場景中,定制化不是簡單的參數(shù)調(diào)整,而是從材料結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)控制邏輯的全維度創(chuàng)新。沃爾姆真空始終以‘設(shè)備即屏障’的理念,用可靠性設(shè)計守護工業(yè)生產(chǎn)的最后一道環(huán)保防線?!?nbsp;
——沃爾姆真空工程部總工
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