摘要：近年來天然氣在線分析儀在長慶氣田各處理廠/凈化廠應用廣泛，主要用于監測產品氣的 水露點、烴露點、硫化氫含量和氣體組分等生產數據。但在實際應用中儀器故障率較高，未能 完全發揮其應有作用，問題的主要癥結在于取樣與預處理系統不完善，進口設備售后維護不到 位，現場技術能力薄弱以及傳統觀念限制。為此，提出了四項解決對策，即完善取樣和預處理 系統的設計和施工;優化選型設計;明確崗位職責;轉變觀念，強化管理。通過對在線分析儀 應用全流程各環節問題的改善，全面提高了在線分析儀在長慶氣田的應用水平，提高了產品質 量，保障了安全生產，實現了先進控制、能量計量的目標。

　　關鍵詞：在線分析儀;天然氣凈化;取樣;預處理

　　在線分析儀是指直接安裝在生產流程中，對物 料 的 組 分 或 物 理 參 數 進 行 連 續 或 間 斷 分 析 的 儀 表[1] 。在我國，石油化工和環境保護行業，是在線 分析儀應用最為密集的領域。 在天然氣行業，在線分析儀提供必需的產品質 量數據、生產管理數據和環境分析數據，是提高產 品質量、保障安全生產、實現先進控制、達成能量 計量的重要手段。天然氣行業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、 水露點分析儀和烴露點分析儀[2] 。

　　1 長慶氣田地面建設概述

　　截至 2018 年底，長慶氣田已建成天然氣生產 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。 長慶氣田的井口天然氣氣質各個氣田有所不同 ， 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。

　　長慶天 然氣主要用作民用，根據長慶天然氣的氣質特征和 商品天然氣的質量要求，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，并針對原料氣高碳 硫比的氣質特點，研發了復配 MDEA 溶液脫硫、脫 碳技術，提高了裝置運行的技術經濟性能。脫水采 用成熟的三甘醇脫水工藝，硫磺回收引進了林德公 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，主要脫 除水分和凝析油，以有效降低進入長輸管道天然氣 的烴、水露點[5] 。

　　截至 2018 年底，長慶氣田共建成 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 在線分析儀應用現狀

　　長慶氣田主要在凈化廠 (處理廠) 的產品氣外 輸管線上應用在線分析儀，用于監測產品氣的相關 參數，常用的在線分析儀主要有微量水分與水露點 分析儀、烴露點分析儀、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用情況。 A 凈化廠共有各類分析儀 17 套，正常運行 7 套 。 B 處 理 廠 共 有 各 類 分 析 儀 7 套 ， 正 常 運 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，運行效果并不十分理想。對兩座凈 化 (處理) 廠的 14 臺故障分析儀器的影響因素進 行調研和分析，得出故障因素統計表。由此可知，導致分析儀運行不正常的主要原因 集中在以下幾個方面：

　　(1) 取樣與預處理系統不完善。大多數故障源 于取樣系統而非儀表本體，樣品處理系統存在的諸 多問題，已經成為制約在線分析儀正常運行的瓶 頸[7] 。常見的問題包括：①取樣探頭安裝不規范，如 取樣探頭未插入天然氣管道中部取樣，而是錯誤地 直接在天然氣管道上鉆孔焊接短管取樣，導致組分 失真[8] ;②樣氣減壓環節安裝錯誤，如未采用電加熱 減壓，而是錯誤地使用針型閥減壓，導致冷凝液體 進入儀器導致故障，有的甚至未設置減壓環節，直 接將壓力不符合要求的樣品送入儀器[9] ;③取樣管線 未設置保溫和伴熱。裸露鋼管受環境溫度影響，樣 氣中的水分吸附在管壁上，嚴重影響測量結果。 存在這些問題的原因，一方面在于施工安裝不 規范，缺乏有效的施工監督及驗收;另一方面在于 目前取樣和預處理系統流程未實現標準化，各供應 商和系統集成商做法互不相同、難以統一，施工方 拿不到供應商的圖紙，工程驗收也無據可查。

　　(2) 進口設備售后和維護不到位。分析儀表大 都屬于進口設備，但目前國外供應商的售后維保體 系不完善，備品備件供應渠道不暢，供貨周期長， 維護費用高，售后不及時，導致了儀器的維修延 誤，造成長時間停運。尤其是某些老型號分析儀表，其備品備件甚至已經不再生產，這個問題在本 次調查中體現得尤為突出。

　　(3) 現場技術能力薄弱。與常規儀表不同，天 然氣在線分析儀表大多結構精密、原理復雜，現場 操作人員缺乏系統培訓，難以對一般故障做出判斷 和處理。又缺乏相應的操作規程和規章制度，技術 人員培訓慢、培訓難，一旦發生人員崗位變動更是 無人可替。

　　(4) 重視程度不足，缺少相關規程章程。目前 長慶氣田在線分析儀主要設置在凈化廠 (處理廠) 產品氣外輸環節，在現階段，在線分析儀仍主要作 為人工分析的補充和參考[10] 。部分操作人員仍存在 傳統的“在線分析數據沒有人工化驗準確”的觀 念。加上儀表本身應用情況不理想，部分操作人員 失去了對在線分析儀的信心，依賴程度不高、重視 程度不足。

　　4 問題解決對策

　　(1) 完善取樣和預處理系統的設計和施工。對 常用的幾種型號分析儀取樣和預處理環節的圖紙進 行標準化和規范化，嚴格按圖紙施工并驗收。未實 現處理流程標準化的分析儀，供應商應在施工圖設 計階段及時介入，提高設計圖紙深度。業主、設計 院和產品供應商均應轉變過去“重儀表，輕配套” 的傳統觀念，將樣品處理環節列為在線分析儀表應 用的重中之重。

　　(2) 優化選型設計。考慮到現場自然條件惡 劣、維護力量有限，應盡可能傾向于選擇穩定耐 用、維護工作量小的分析儀，優先考慮國產設備。 在選擇進口產品時，對售后服務和備件供應周期應 提出明確要求。

　　(3) 明確崗位職責。目前氣田現場面臨較大的 用工壓力，在沒有條件設立專職崗位的情況下，應 有兼職分析儀表崗，規定專人負責并加強操作使用 培訓，使之具備基本的故障排查能力。還需建立完 整的設備臺賬和操作規程，保證在人員更替的情況 下不影響使用。

　　(4) 轉變觀念，強化管理。樹立“應用在線分析儀是實現氣田減員增效有效手段”的觀念，將在線分析儀的應用情況納入考核管理范圍。

　　化工師論文投稿刊物：《石化技術》(季刊)創刊于1980年，由北京燕山石油化工有限公司主辦。 生產與科研相結合，石油化工與精細化工并重，為石化行業科技人員服務。讀者對象：從事石油化工工業生產和技術開發研究的工程技術人員、科研工作者，以及高等院校相關專業的師生。

　　5 結束語

　　現階段，在線分析儀為長慶氣田保障產品質量 和維持安全環保生產提供了必要的數據。隨著長慶氣田的不斷發展，氣田信息化、數字化相關新技術 的不斷涌現，提高氣田智能化水平、減少現場操作 用工數是大勢所趨。使用在線分析儀的實時連續分 析取代人工取樣化驗，是降低勞動強度、盤活人力 資源的有效手段。此外，隨著長慶氣田一大批新項 目的設計和投運，如上古天然氣處理總廠、橇裝處 理站等，對在線分析儀的應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用存在的 問題，制訂對策及時解決問題，切實發揮分析儀的 作用，具有重要的意義。

　　參考文獻

　　[1] 中國石化工程建設公司.石油化工在線分析儀系統設計 規 范 ： SH/T 3174—2013[S]. 北 京 ： 中 國 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.天然氣工業在線分析技術[M]. 北京：化學工業出版社，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：張鑫 1 楊丹陽 2 劉元剛 1 李健 1