长距离天然气管道干空气干燥技术及应用.pdf

油气储
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
(中国イ汕管道公司华中输气公司
中国石油天然气管道局第叫に程公司
方新二孙帮君: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千燥方
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
主题词输气管道千空气千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利水素气的存在
前
将产生:以下几个方面的危苦
1)管道中的液态水和水蒸气是造成管道内部
西气东输、忠武输气管道工程的建设撤开了我腐供的主要原因?天然て中的少酸性气体,例如
国管道建设史上的第二个高潮,城市气化工作将全H2S、CO02等在有水的条件下能生成酸性物质,使管
面展开。天然气作为价格低廉、清洁环保的能源道内部产生危话较大的应力腐似。腐似是影啊管道
被广人民众所接受,天然气的广泛应用将有效地改系统使用好命及其可靠性的币要?素,是造成管道
变我国的能结构,拉动国民经济使之健康快速发事故的主要原因,因腐蚀而造成的事故在输气管道
展。为了确保天然气长输管道安全高效的运行,天事故中占有很人比例。
然气管道投产前必须要进行的·道工序是管道
2)管道中的液态水和水蒸气足形成天然气水
干燥。
合物的必要条件。当管道内的天然气有足够高的応
力利足够低的温度时,如果管内有液谷水或饱利水
蒸气存在,就会形成天然气水合物。天然气水合物
天然气管道干燥的必要性
H形成斤后,会减少管道的流通面积,产生节流,加
速水合物的进·步形成,进而造成管道、阀门和“些
天然气管道投产前的一般程序是试压一除水
设备的堵塞,严重影啊管道的安全运行
燥一置換一投。试压包括强度试验和密性试
3)管道中的液态水利水气低温时还会造成
验。山于气体的压缔性大,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交全运行
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公降低天
验有较人风险。各国的规范都推荐用水或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,试一?般分段进行。长
(5)管道中的液态水和水蒸气的存在述会使天
输人然气管道在米用水试压后,虽然经过通球担线然气的供气品质下降,影响用户的正常使用
科序扫出管内存水,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水和水蒸
着在管的水膜仍很难通过简单的通球方式加以清气的危害性极人,在管道投入运行之前,必须进行干
除。采川气体试压时,管道中也会含有人堇的饱和煤处理,以保证共长期、安全、稳定地运行。
林430072,湖北省武汉市东湖南路19号省年区招待所3号楼;电话:(027)87348620
第26卷第4期
万新强等:长离大然气管道干空气干燥技术及应用
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公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的空
气露点,H倒它小于预定的偵.此时表明管道内部已
1、干燥剂法
经没有液态水,管道处于十燥状态。用于空气十燥
般采甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂,干天然气管道是传热、传质同时进行的复杂过程其动
燥剂和水可以任意比例互溶,所形成的溶液中水的カ来源丁空气与湿空气之间水蒸气含量的差值,差
蒸汽压大大降低.从而达到下燥的日的。残留在管值越大,下空气吸湿的速度越快,下燥也越快。?
道内的干燥剂同时又是水合物抑制剂、能抑制水合此,干过程与湿空气的性质参数是有密切关系的。
物的形成。在实际应用过程中.由于乙二.醇和二甘
2、干空气干燥法数学模型
醇的价格费用较高,因此一般选用甲醇作为十煉剂
1)蒸气分压。若空气中水慈气含量越多,则
甲醇燥剂可采用天然气或氮气作为推动力,在两
ゲ气的水慈气分压P越大。在标准大气压下,纯水
个清管器夹带一·定体积的甲醇,形成?定的甲的
的饱和蒸气乐仅与温度有关.不同温度下纯水和其
浓度梯度,从而达到彻底水干燥的目的,这就是本身蒸气接触时饱和蒸气压P可由 Anto ine公式
外常用的球法。在两球法的基础1文发展了三球计算:
法,三球法能使残留在管内檗上的液膜屮屮醇浓度
gp
亩于两球法,H甲醇损耗量小于两球法
式中p-一纯水的饱和蒸气片,Pa;
2、流动气体蒸发法
M度,K。
流动气体蒸发法的原埋是流动的干煤气体在管
当7=273.15-303.15K时,A=10.40221,B
通里与残留在管内及低注处的水接触后使水=1838.675.C=-31.737:当T=303.15-33.15
发,进而达到下燥的日的。这和气体可以是千燥的K时,A=10.20389,B=1733.926,C=-39.485。
空气い、氮气或天然气因此流动气体蒸发法又可以分若水与温度为r(K)的空气接触时,此值作如下
为干空气千燥法、氮气干煤法、天然气干燥法。
修正:
3、真空干燥法
真空十煉法足在控制条件下应用其空泵通过降
RT
低管内瓜力而除去管内自山水的方法,其原理是创式中P一一纯水的他和禁气压,Pa
造与管内温度相应的真空压力.以使附着在内壁
p、一ーj空气接触时的饱利蒸气压,Pa
上的水分沸腾汽化。通过利比亚管道工程的实际应
P一一系统总压,101325Pa
用,采用该方法干燥长输管道的时问远大于干空气
水的摩尔体积,1.8015×10-3
燥法,将共用于站场管道燥效果好于空气
m m01:
燥法。
T一一温度,K。
针对忠武输气管道.家们在充分分析各种干
2)露点な、。在总压和绝对況度不变的情況下,
煤方法的工作原理、干媒工艺、近川范?、优缺点的使不饱和的空气冷却达到饱和状态时的温度,称
同时,述考虑了燥效率、经济、安全、环保等话多因
内该湿气的露点。处于露点温度的湿笮气的相对
素,最终选定采用流动气体蒸发法中下究气下燥湿度为100%,湿空气中水蒸气分乐是饱和蒸气乐
法”忠武输气管道进行干燥
在该饱和蒸气压ド对应?个含水牡。露点越高,湿
空气中水蒸气分压越大,饱和蒸气压越人,对应的含
四、管道干空气干燥法数学模型
水量越大。工程上常用露点衡量含水量的多少。露
对应含水量计算,即计算饱利和气的含水量H
単位体积饱和ゲ气中的水蒸气的质量,称为饱和ゲ
1、干空气干燥原理
气的含水量,也称为混度。
利用露点低于-40℃流动的じ空气带走管道内
残留水分达到干燥目的的方法。干竿气进入管道后
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