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1、#26#油气储运2007年施工技术长距离天然气管道干空气干燥技术及应用*万新强孙碧君(中国石油管道公司华中输气公司)(中国石油天然气管道局第四工程公司)万新强孙碧君:长距离天然气管道干空气干燥技术及应用,油气储运,2007,26(4)26~32。摘要阐述了长距离天然气管道干燥的必要性,介绍了目前国外天然气管道常用的干燥方法,建立了干空气干燥数学模型,分析了影响管道干燥效果的几个主要因素。针对忠武输气管道,详细介绍了干空气干燥技术及应用。主题词输气管道干空气干燥技术忠武输气管道应用水蒸气。天然气长输管道中液态水和水蒸气的存在一、前言
2、将产生以下几个方面的危害。(1)管道中的液态水和水蒸气是造成管道内部腐蚀的主要原因。天然气中的少量酸性气体,例如西气东输、忠武输气管道工程的建设掀开了我H2S、CO2等在有水的条件下能生成酸性物质,使管国管道建设史上的第二个高潮,城市气化工作将全道内部产生危害较大的应力腐蚀。腐蚀是影响管道面展开。天然气作为价格低廉、清洁环保的能源已系统使用寿命及其可靠性的重要因素,是造成管道被广大民众所接受,天然气的广泛应用将有效地改事故的主要原因,因腐蚀而造成的事故在输气管道变我国的能源结构,拉动国民经济使之健康快速发事故中占有很大比例。展。为
3、了确保天然气长输管道安全高效的运行,天(2)管道中的液态水和水蒸气是形成天然气水然气管道投产前必须要进行的一道工序是管道合物的必要条件。当管道内的天然气有足够高的压干燥。力和足够低的温度时,如果管内有液态水或饱和水蒸气存在,就会形成天然气水合物。天然气水合物二、天然气管道干燥的必要性一旦形成后,会减少管道的流通面积,产生节流,加速水合物的进一步形成,进而造成管道、阀门和一些天然气管道投产前的一般程序是试压)除水)设备的堵塞,严重影响管道的安全运行。干燥)置换)投产。试压包括强度试验和严密性试(3)管道中的液态水和水蒸气低温时还会造
4、成验。由于气体的压缩性大,在管道出现裂纹的情况管道的冰堵,冰堵的产生也会影响管道的安全运行。下可能导致裂纹失稳扩展甚至爆炸,因此用气体试(4)管道中的液态水和水蒸气的存在会降低天验有较大风险。各国的规范都推荐用水或其它经过然气的输送能力,造成管道输送能力的下降。批准的液体作为试压介质,试压一般分段进行。长(5)管道中的液态水和水蒸气的存在还会使天输天然气管道在采用水试压后,虽然经过通球扫线然气的供气品质下降,影响用户的正常使用。程序扫出管内存水,但地势低洼地段的积水以及附综上所述,天然气长输管道中的液态水和水蒸着在管壁的水膜仍很难
5、通过简单的通球方式加以清气的危害性极大,在管道投入运行之前,必须进行干除。采用气体试压时,管道中也会含有大量的饱和燥处理,以保证其长期、安全、稳定地运行。*430072,湖北省武汉市东湖南路19号省军区招待所3号楼;电话:(027)87348620。第26卷第4期万新强等:长距离天然气管道干空气干燥技术及应用#27#会被水蒸气饱和成为饱和空气,这样一部分水分被三、天然气管道的干燥方法带出管道,不断地输入干空气并检测管道出口的空气露点,直到它小于预定的值,此时表明管道内部已经没有液态水,管道处于干燥状态。用于空气干燥1、干燥剂法天然
6、气管道是传热、传质同时进行的复杂过程,其动一般采用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂,干力来源于空气与湿空气之间水蒸气含量的差值,差燥剂和水可以任意比例互溶,所形成的溶液中水的值越大,干空气吸湿的速度越快,干燥也越快。因蒸汽压大大降低,从而达到干燥的目的。残留在管此,干燥过程与湿空气的性质参数是有密切关系的。道内的干燥剂同时又是水合物抑制剂,能抑制水合2、干空气干燥法数学模型物的形成。在实际应用过程中,由于乙二醇和三甘(1)蒸气分压p。若空气中水蒸气含量越多,则醇的价格费用较高,因此一般选用甲醇作为干燥剂。空气的水蒸气分压p越大。在标
7、准大气压下,纯水甲醇干燥剂可采用天然气或氮气作为推动力,在两的饱和蒸气压仅与温度有关,不同温度下纯水和其个清管器间夹带一定体积的甲醇,形成一定的甲醇本身蒸气接触时饱和蒸气压p可由Antoine公式浓度梯度,从而达到彻底脱水干燥的目的,这就是国计算:外常用的两球法。在两球法的基础上又发展了三球B法,三球法能使残留在管内壁上的液膜中甲醇浓度lgp=A-T+C高于两球法,且甲醇损耗量小于两球法。式中p)))纯水的饱和蒸气压,Pa;2、流动气体蒸发法T)))温度,K。流动气体蒸发法的原理是流动的干燥气体在管当T=273.15-303.15
8、K时,A=10.40221,B道里与残留在管内壁及低洼处的水接触后使水蒸=1838.675,C=-31.737;当T=303.15-333.15发,进而达到干燥的目的。这种气体可以是干燥的K时,A=10.20389,B=1733.926,C=-39
