淺談我國(guó)冬季長(zhǎng)輸管線凍堵問題

淺談我國(guó)冬季長(zhǎng)輸管線凍堵問題

1管道內(nèi)天然氣水化物形成條件天然氣管道的凍堵塞主要是由于管道中形成天然氣水化物。天然氣水化物會(huì)減小管道的流通面積,甚至?xí)氯艿?、閥門及其它附屬設(shè)備。管道內(nèi)天然氣水化物形成條件主要有以下幾點(diǎn):(1)天然氣必須處于適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件下。(2)天然氣必須處于或低于水汽的露點(diǎn),出現(xiàn)“自由水”。(3)氣體處于脈動(dòng)、紊流等激烈擾動(dòng)。2預(yù)防天然氣水化物形成的基本措施2.1預(yù)防天然氣水化物天然氣水化物形成的一個(gè)必要條件就是天然氣必須處于或低于水汽的露點(diǎn),所以在管道輸送天然氣時(shí)對(duì)氣體進(jìn)行有效的保溫也是預(yù)防天然氣水化物形成的一個(gè)有效措施。在設(shè)計(jì)施工時(shí),低壓燃?xì)夤艿酪话銘?yīng)敷設(shè)在土層冰凍線以下(北緯45度的土層冰凍線一般為2米);在調(diào)壓計(jì)量撬等設(shè)施內(nèi)使用電伴熱來(lái)預(yù)防天然氣水化物的形成;在條件允許的情況下,給土層冰凍線以上及進(jìn)戶的低壓燃?xì)夤艿乐谱魍獗匾赃_(dá)到保溫防凍的效果。2.2水露點(diǎn)應(yīng)比水處理設(shè)計(jì)減少天然氣中的水分,對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理,使天然氣中水分含量降低至不能夠形成天然氣水化物的含量。根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50251-2003)中規(guī)定:水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃進(jìn)行確定;和《天然氣》(GB178201999)中所規(guī)定:在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5℃,這樣就使得在輸氣管道的最低溫度下,氣體的相對(duì)濕度為60%。2.3排水器的安裝為排除燃?xì)夤艿乐械囊后w,在工程施工時(shí),對(duì)管道敷設(shè)應(yīng)有一定坡度,管線坡度不小于0.003,以便在低處和閥井處設(shè)置排水器,將匯集的液體排除。排水器的間距,視液體的量而定。由于管道中天然氣的壓力不同,排水器有自噴和非自噴兩種。如管道內(nèi)壓力較低,液體就需要手動(dòng)抽水設(shè)備來(lái)排除。安裝在高中壓管道的排水器,由于管道內(nèi)壓力較高,液體在排水管旋塞打開以后自行噴出。為防止液體在排水管內(nèi)凍結(jié),排水器應(yīng)設(shè)有循環(huán)管,使排水管內(nèi)水柱上下壓力平衡,水柱依靠重力回到下部的集水器中。2.4加強(qiáng)設(shè)備管理在冬季管線、設(shè)備巡護(hù)時(shí),增加對(duì)過濾器和排水器的排水次數(shù)。加強(qiáng)對(duì)閥井和單元閥的觀察和管理。3管道內(nèi)強(qiáng)的擾動(dòng)天然氣水化物形成的一個(gè)必要條件就是管道內(nèi)氣體處于脈動(dòng)、紊流等激烈擾動(dòng)。這種激烈的擾動(dòng)多發(fā)在管道內(nèi)徑突變的區(qū)域,例如閥門、管道變徑處等。解決這些區(qū)域凍堵時(shí)一般采用兩種方法:加入反應(yīng)劑或者加熱。3.1反應(yīng)劑、醇泵的使用通常用甲醇作為分解天然氣水化物的反應(yīng)劑。醇類能用來(lái)分解天然氣水化物或者預(yù)防天然氣水化物的形成,是因?yàn)榇碱悡]發(fā)的氣體和水蒸氣可以形成溶液,水蒸氣變成凝析水,使天然氣的露點(diǎn)降低。醇類水溶液的冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)低很多,吸收氣體中的水蒸氣,降低形成天然氣水化物的臨界點(diǎn)。此外,甘醇(乙二醇)、二甘醇、三甘醇和四甘醇都可以作為反應(yīng)劑。但是,值得注意的是在注入反應(yīng)劑時(shí),由于在低壓管道內(nèi)的壓力小于3KPa,中壓管道內(nèi)的壓力一般在0.3MPa左右,所以需要使用醇泵連接橡膠軟管將反應(yīng)劑注入管道。醇類對(duì)儀表有一定的影響,醇類積累過多,會(huì)在計(jì)量?jī)x表的膜處形成黑色的微粒,影響計(jì)量。所以始端在注入反應(yīng)劑后,應(yīng)在末端排放至清空,以防止醇類的微粒和水分子等進(jìn)入儀表。此外,醇泵的選擇應(yīng)參考以下幾點(diǎn):(1)流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一,它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸能力。如工藝設(shè)計(jì)中能算出正常、最小和最大流量,選擇泵時(shí),以最大流量為依據(jù),兼顧正常流量;在沒有最大流量時(shí),通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。(2)裝置系統(tǒng)所需泵的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù),一般要用放大5%—10%余量后的揚(yáng)程來(lái)選型。(3)液體性質(zhì)。包括液體介質(zhì)名稱、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)。物理性質(zhì)有溫度、密度、粘度、介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程,有效汽蝕余量計(jì)算和合適泵的類型。化學(xué)性質(zhì)主要是指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。3.2道的防腐層的制備以往常規(guī)處理管線凍堵多用噴燈、熱水澆灌的方式,把冰融化、化后,再用氣體將水吹掃出來(lái)。這兩種方法對(duì)管道的防腐層是一種損害。根據(jù)電磁原理將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng),在由磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成熱能衍生出了渦流無(wú)損傷解凍技術(shù)。將電纜繞在解凍管線上