1.2. Источники загрязнения магистральных газопроводов.

Анализ загрязнений внутренней полости газопроводов позволил установить, что загрязнения представляют собой сложную многокомпонентную смесь, состоящую из пластовой, конденсационной и поверхностной вод, углеводородного конденсата, эмульсий, механических примесей, минеральных масел, органических кислот, солей двух- и трёхвалентного железа, метанола гликолей. На рис. 1.3. показан завод по очистке газа и получения сжиженных газов.

Для повышения гидравлической эффективности и надёжности работы газопроводов, периодически производят продувку и очистку внутренней полости трубопроводов очистными устройствами (поршнями). При строительстве газопроводов предусматривают установку узлов запуска и приёма очистных устройств, локальное повышение скорости газа и др.

При эксплуатации магистральных газопроводов значительные трудности создаёт запылённость газа, т.е. наличие мелких твёрдых частиц, не подвергшихся удалению при очистке газа из-за малых размеров. Установлено, что износ рабочих колёс центробежных нагнетателей прямо пропорционален содержанию пыли в газе. Наибольшую эрозию металла рабочих колёс нагнетателя вызывают фракции пыли размером более 20мкм. При воздействии смоченной пыли на металл интенсивность эрозии возрастает.

1.3. Очистка газа от механических примесей

От механических примесей природный газ очищают в призабойной зоне, на промысле, на линейной части, на КС и ГРС.

Призабойную зону скважины оборудуют фильтрами, представляющими собой стальные трубы с перфорацией. Гравийные фильтры более качественно предохраняют колонну скважины от выноса песка, известняка и других примесей. На промысле газ очищают от воды, конденсата, частиц породы и пыли в наземных сепараторах. На компрессорных станциях газопровода предусматривают очистку газа от механических примесей (твёрдых и жидких частиц). На ГРС осуществляют окончательную очистку газа перед потреблением.

Для очистки природного газа от механических примесей используются аппараты 2-х типов:

- работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли, песка и других твёрдых частиц (масляные пылеуловители);

-работающие по принципу «сухого» отделения (циклонные пылеуловители);

Масляные пылеуловители представляют собой вертикальный цилиндрический сосуд со сферическими днищами, состоящий из трёх секций: промывочной (от нижнего днища до нижней перегородки), в которой всё время поддерживается постоянный уровень масла; осадительной (от нижней перегородки до верхней перегородки), где газ освобождается от крупных частиц масла, и отбойной (скрубберной) секции (от верхней перегородки до верхнего днища сосуда), где происходит окончательная очистка газа от захваченных частиц масла.

Пылеуловитель работает следующим образом. Очищаемый газ попадает в сосуд, встречаясь на своём пути с пылеотбойниками, металлическими пластинами, расположенными по всему периметру сосуда, меняет направление своего движения. Крупные же частицы мехпримесей, пыли и жидкости по инерции продолжают двигаться горизонтально. При ударе о козырёк (пылеотбойник) их скорость гасится и под действием силы тяжести они выпадают в масло. Далее газ направляется в контактные трубки, нижний конец которых расположен в 20-50мм над поверхностью масла. При этом газ увлекает за собой масло в контактные трубки, где оно обвалакивает взвешенные частицы пыли. В осадительной секции скорость газа резко снижается. Выпадающие при этом крупные частицы пыли и жидкости по дренажным трубкам стекают вниз. Наиболее лёгкие частицы из осадительной секции увлекаются газовым потоком в верхнюю скрубберную секцию. Её основной элемент – скруббер, состоящий из нескольких рядов перегородок, расположенных в шахматном порядке. Проходя через лабиринт перегородок, газ многократно меняет направление движения, а частицы масла по инерции ударяются о перегородки и стекают сначала на дно скрубберной секции, а затем по дренажным трубкам в нижнюю часть пылеуловителя. Очищенный газ выходит из аппарата через газоотводящий патрубок.

Осевший на дно пылеуловителя шлам периодически (раз в 2-3 месяца) удаляют через люк. Загрязнённое масло через трубку сливают в отстойник. Взамен загрязнённого в пылеуловитель по трубке доливают очищенное масло. Контроль за уровнем ведётся по шкале указателя уровня.

Достоинством вертикальных масляных пылеуловителей является высокая степень очистки газа (97-98%). Основные их недостатки: большая металлоёмкость, большое гидравлическое сопротивление, унос промывочной жидкости, в качестве которой применяют соляровое масло.

Наряду с «мокрым» для очистки газов от твёрдой и жидкой взвеси применяют «сухое» пылеулавливание. К аппаратам сухого отделения пыли относятся:

1. гравитационные сепараторы (степень очистки 70-80%);

2. циклонные пылеуловители (степень очистки 85-98%);

3. фильтры и фильтры-сепараторы (степень очистки до 99%, очищают поток газа от капель воды и конденсата).

Наибольшее распространение получили пылеуловители циклонного типа. Пылеуловитель циклонного типа представляет собой сосуд цилиндрической формы со сферическими днищами. Газ входит в аппарат через патрубок и попадает в батарею циклонов. Под действием центробежной силы твёрдые и жидкие частицы отбрасываются к периферии, затормаживаются о стенку циклона и выпадают в нижнюю часть аппарата, откуда выводятся через патрубок. А очищенный газ, изменяя направление движения, попадает в верхнюю часть аппарата, откуда выводится через патрубок.

В товарном газе содержание мехпримесей не должно превышать 0,05мг/м³.