真空干燥技术在天然气站内管网中的应用-.pdf

第 3 3卷第 6期 O I L A N D G A S T R A N S P O R T A T IO N A N D S T O R A G E 油与储运 0 7 真空干燥技术在天然气站 内管网中的应用 王晓峰 温晓勇 查广平 张晓鹏 1 ． 西安长庆科技工程有限责任公司 ， 陕西西安7 1 0 0 1 8 ； 2 ． 长庆油田分公司技术监测中心 ， 陕西西安7 1 0 0 0 0 摘 要 为解决管 网采用 常规 干空气干燥 方法 出现 的管 网盲端 、 死 角干燥 不彻底 ， 干燥 后露 点 多次反 弹等问题 ， 改进采用真 空干燥技 术。陕京管线榆林 首站工程 ， 工 艺管 网在 吹扫后 采用真 空干 燥技术取得 良好效果， 通过对参数整理并绘制干燥系统压力 一时间曲线， 结合操作过程对干燥效果 进行分析 ， 系统地 阐述 了真 空干燥 技术 的干燥原 理、 施工 流程 、 干燥 效果及 施工控 制要 点。为真 空 干燥技术在站场施工 中的进 一步推广应用提供参 考。 关键词 天然气； 场站； 工艺管网； 真空干燥 DO I 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 65 5 3 9 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 0 2 0 前 言 陕京管线榆林首站工程位于陕西省榆林市， 冬季最 低气温 一 3 0℃。该站气源为中亚和苏里格气田来气 ， 站 内工艺管 网流程 复 杂 ， 盲 端 、 死 角 多 。如果 水 压试 压 完 成后干燥不彻底， 会加速管道内壁腐蚀 ， 冬季投产易形 成管路冰堵 、 损 伤 阀门 ， 严 重 时造成 管道 、 法 兰连接 处涨 裂 。为了保障站内管道干燥质量， 确保运行安全， 采用 真空干燥技术对管网进行干燥。实践证明， 经过干空气干 燥并对露点检测合格的工艺管 网， 搁置数小时后露点超 标 ， 反复几次仍然超标 ， 改用真空干燥技术再次干燥 ， 数小 时后露点基本没有变化。因此 ， 对天然气站内工艺复杂的 管网， 采用真空干燥技术更具有优势、 可靠性， 前景更广。 1 干燥原理 真空干燥技术原理 ， 按照理想气体状态方程 PV m／MRT 1 式 中 P为压强 ， P a ； V 为气体体积 ， IT ／ 。 ； m 为物质 的质量 ， g ； 为气体的摩尔质量， g ／ to o l ； T为热力学温度 ， K； R为 气体 常数 ， J ／ m o l K ， 取 8 ． 3 1 4 。 水 的沸点 随 压 力 降低 而 降低 ， 在 压 力 很 低 的情 况 下 ， 水可以在很低的温度下沸腾汽化 ， 图 1 为水 的蒸汽压 一 蒸汽量 一温度 曲线 。真空 干燥 技术 就 是利 用这 一原 理 ， 在控制 条 件下 不 断 地 用真 空 泵从 管道 内往外 抽 真 空， 降低管道中的压力直至管壁温度下水的饱和蒸汽 压， 此时残留在管道 内壁上的水沸腾而迅速汽化 ， 汽化 后的水蒸气随 即被真空泵抽 出。 砖 ∞ 吕 咖 温 度／ 图 1 水的蒸汽压 一蒸汽置 一温度 曲线 2 干燥 特点 真空干燥 技 术 成 本低 ， 无 污染 、 干燥 彻 底 、 可 靠 性 高 ， 可使管道 达 到较低 露 点 ， 不 产 生多余 废 物。特别 在 使用氮气扫线后 ， 管 内露 点最低可达到 一 6 8℃ 。对于站 收稿 日期 2 0 1 5 0 8 0 3 作者简介 王晓峰 1 9 8 2一 ， 男， 山西大同人， 工程师， 学士， 主要从事油气田地面产建施工管理。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 天然与与石油 N AT U RA L GA S AN D OI L 2 0 1 5年 1 2月 5 ． 4检测结果 干燥后的管道内为干燥氮气。关闭真空泵连接 阀， 密封 2 4 h后 ， 露点连续测 量均在 一 4 0℃ 以下 ， 干燥合格 。 6真 空干燥影 响因素及 注意事项 6 ． 1 影响因素 1 真空泵 选用合适功率的真空泵可保持较理想的 抽真空速度 。速度太慢 ， 影响 干燥 速度 ； 速度太 快 ， 会 导 致管道 内壁结冰 。 2 环境温度 管道所 处 的地 层 温度 越 高， 越利 于 管 内水分 的蒸发 ， 真空泵抽空工效越高 ， 干燥效果越好 。 3 管内温度 温度越高 ， 水 的饱 和蒸汽压越 高 ， 水沸 腾汽化所需的真空度越小， 干燥过程也越易进行。 4 管道内水残留量 管道 内的残 留水量越少， 干燥 速度越 快。 6 ． 2注意事项 1 干空气结合真空干 燥在场 站施工 中的应用 ， 必须 在 系统压 力 试 验 结束 ， 低 点 排水 完 成 后 进行 干 空 气 干 燥 ， 并确保低点排水点密封性能 良好 。 2 保持蒸发压力， 当露 温度在0 o C 以下时， 减缓抽气速 率 ， 间歇抽空， 增加热交换时间， 以便管内的水蒸发吸收热量， 通过控制真空装置的抽气速度， 避免管道和相关管件结冰。 3 抽真空到蒸发压力达到露点 一 4 0℃， 在此液化点 压力下保持一定时间， 以确定管道真空压力平衡稳定。 如果压力有所回升 ， 说明抽真空速率过快或管内残留水 蒸气 ， 此时应在压力稳定之后继续抽真空进行干燥 。 4 干燥完成后注氮气填充， 氮气进入管道温度不低 于 5℃ ， 最终保持干燥管 网处于微正压状态。 7 结论 通过在陕京 管 线榆林 首 站 站 内工艺 管 网系 统真 空 干燥技术 的应 用 ， 弥补 了传 统 的干 空 气 干燥 方 法 中死 角 、 盲端吹扫不到 ， 干燥 不彻底 的弊端 ， 有 利 于今 后管 道 安全运行 。真空 干燥技 术作为 近几年新 兴 的干燥技 术 ， 在今后场站干燥施工 中应用将更广泛 。 参 考文献 [ 1 ]王海霞， 陈保东， 陈树军． 输气管道中水合物的形成与预防 [ J ] ． 天然气与石油， 2 0 0 6 ， 2 4 1 2 9 3 2 ． Wa n g H a i x i a ，C h e n B a o d o n g ，C h e n S h u j u n ．F o r ma t i o n a n d P r e v e n t i o n o f Hy d r a t e i n G a s P i p e l i n e f J 1 ．Na t u r a l G a s a n d Oi l ，2 0 0 6， 2 4 1 2 93 2 ． [ 2 ]胡德芬， 徐立， 李祥斌， 等． 天然气集输管线冬季冻堵及 措施分析[ J ] ． 天然气与石油， 2 0 0 9， 2 7 1 2 1 2 5 ． Hu De f e n，Xu L i ，L i Xi a n g b i n，e t a 1 ．An a l y s i s o n W i n t e r Hy d r a t e Bl o c k i n Na t ur a l Ga s Ga t h e r i 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o g y b y N i t r o g e n G a s [ J J ． J o u r - n a l o fPipel i n e T e c h n i q u e a n d E q u i p me n t ， 2 0 1 0， 3 2 52 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m