天然氣站場管道干燥技術比選

鄒建輝

摘 要：西氣東輸天然氣站場管道的干燥已經(jīng)越來越受到業(yè)主的關注，因為干燥對于新建壓氣站的投產(chǎn)以及安全運行起著決定性的作用，因此如何高效、高質(zhì)量完成壓氣站管道干燥就顯得十分緊迫何必要，該文把管道干燥如何在站場既快又好的進行做了重點介紹。

關鍵詞：天然氣管道 天然氣站場 管道干燥技術

中圖分類號：TE832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-01

1 管道干燥處理的必要性

天然氣壓氣站的站場在進行投產(chǎn)前一般需要的程序是試壓、排水、干燥、置換、投產(chǎn)五步，站場管道進行過試壓后，有部分水分殘留在管道內(nèi)部無法徹底去除，只能經(jīng)過管道干燥處理才能去除這部分水分，在管道內(nèi)部殘留的水分對管道產(chǎn)生的危害不容忽視：

（1）造成管道內(nèi)部發(fā)生腐蝕的主要原因是管道中存在液態(tài)水以及水蒸氣，天然氣中有少量的氣體是呈酸性的，例如H2S、CO2在遇到水分以后就會生成酸性物質(zhì)，它們的腐蝕能力對管道內(nèi)部的危害是較大的，而且直接會使管道系統(tǒng)的使用壽命受到影響[1]。

（2）在低溫情況下，管道中存在的液態(tài)水以及水蒸氣還有可能造成結冰堵塞，結冰堵塞一旦發(fā)生就會影響管道、閥門和設備的安全運行，還能危及壓縮機正常運轉與否，嚴重的可能造成停機事故的發(fā)生[2]。

（3）天然氣輸送能力也會因為管道中存在的液態(tài)水以及水蒸氣而降低，與此同時還會使天然氣的質(zhì)量下降，影響用戶正常使用。

綜合上述，管道中存在液態(tài)水以及水蒸氣產(chǎn)生的危害很大，所以壓氣站在正式投入使用前必須對管道進行干燥處理，以此保證壓氣站能夠安全的、長期的和穩(wěn)定的運行，因而，對管道進行干燥處理勢在必行。

2 管道干燥方法的運用

目前對管道進行干燥處理的方法有：干燥劑法、流動氣體蒸發(fā)干燥法和氮氣干燥等。這幾種干燥方法各有特點，適用于不同的環(huán)境和管道[3]。

2.1 干燥劑法

干燥劑干燥法一般采用的干燥劑是甲醇、三甘醇或者乙二醇，干燥劑與水可以任意比例互相溶解，它們形成的溶液中水產(chǎn)生的蒸汽壓明顯下降，這樣就起到干燥的目的。由于三甘醇、乙二醇成本太高，價格過貴，所以在實際操作過程中，一般采用的干燥劑是甲醇。

利用甲醇進行干燥需要天然氣或惰性氣體作為一個推動力，在兩個清管器之間放置一定量的甲醇（俗稱兩球法）從而達到脫水干燥。由此可見，干燥劑法適用于長輸管道干燥，并且國家近幾年來對環(huán)境保護和安全生產(chǎn)日趨重視，而且甲醇是易燃、易爆的，儲存或者運輸都有極高的要求，很容易對環(huán)境造成污染，也很容易發(fā)生安全事故。對于管道規(guī)格種類多、走向復雜、安全要求高的站場管道進行干燥處理時不推薦使用干燥劑法。

2.2 流通氣體蒸發(fā)干燥法

流通氣體蒸發(fā)干燥法包括氮氣干燥、干空氣干燥等。由于氮氣價格比較昂貴，并且進行干燥施工前需要儲備大量的液氮，氮氣干燥僅適用于小范圍的管道干燥。所以在實際操作過程中，經(jīng)常使用的方法是干空氣干燥法[4]。干空氣干燥法利用的原理是把低露點的干空氣輸送到站場管道內(nèi)部，在管道內(nèi)壁上殘留的水分就會隨著干空氣蒸發(fā)，濕氣也會被空氣流帶走，管道內(nèi)壁水蒸氣產(chǎn)生的分壓與干空氣流水蒸汽分壓的壓差是通風干燥的主要動力，兩者之間產(chǎn)生越大的壓差，空氣除濕的速度也就越快。

2.3 真空干燥法

真空干燥法利用的原理是在環(huán)境溫度下用恰當?shù)恼婵毡媒M對管道內(nèi)氣體進行降壓處理，在負壓下，管道內(nèi)壁的水分大量氣化進而被真空泵連續(xù)不斷地帶出管外，經(jīng)過長時間的抽真空過程，當管內(nèi)的真空度能夠達到管道干燥標準設定的真空度的時候，管道干燥處理就算結束，此時，管道內(nèi)壁基本沒有水汽，然后接著把干燥的氮氣輸入管道內(nèi)部，維持管線微正壓，隨后把管線進行密封處理，當測得的露點不高于或等于-20 ℃干空氣的露點時，即認為站場管道干燥達標。

2.4 干燥方法比選

2.4.1 天然氣站場核心機組基本為進口生產(chǎn)的壓縮機，廠家對管道內(nèi)部干燥要求高，需現(xiàn)場見證干燥效果。

2.4.2 站場工藝流程復雜，管道走向不規(guī)則，管道、管件規(guī)格種類多，低洼處比較多，經(jīng)爆破吹掃后存留的水分較多，不適用采用干空氣干燥，干燥效果不明顯。

2.4.3由于天然氣站場工藝流程和高標準的安全要求，限制采用干燥劑法。

2.4.4 干空氣干燥設備占地面積大，并且需要消耗大量的燃油或電力來獲取干空氣，天然氣站場布局緊湊，造成干燥設備安裝有一定難度，并且要儲存大量燃油，不符合天然氣站場安全要求，因此不宜采用干空氣干燥。

2.4.5 站場工程帶有政治性任務，投產(chǎn)運行時間緊迫，干燥空氣干燥法雖然能達到干燥效果，但是由于站場工藝流程限制，采用干空氣干燥需要較長時間（一般為10-15天）。

綜上所述，根據(jù)天然氣站場實際建設情況，并結合以往壓氣站管道干燥處理的經(jīng)驗，在充分了解了每種干燥方法的工作原理、干燥流程、適用范圍以及優(yōu)缺點的同時，還需要考慮干燥效率、安全、經(jīng)濟以及環(huán)保等許多因素，最后決定使用“真空干燥法”對站場管道進行干燥。

3 真空干燥的優(yōu)點

（1）干燥施工技術非常實用、有效，適用的范圍較廣，安拆十分簡便。

（2）干燥效果好，保證可以除去管道中所有的水分，可靠性高。

（3）環(huán)保性高，基本不產(chǎn)生明顯的廢棄物，能達到復合站場的HSE要求。

（4）易于預測控制干燥的進度，干燥時間短，站場一般為（3～5 d）。

（5）不受工藝流程和管道規(guī)格的限制。

（6）易于天然氣直接引入進行站場

投產(chǎn)。

4 結語

國內(nèi)比較成熟的干燥技術是長輸管道，可是對于天然氣站場管道進行干燥的技術基本屬于剛剛起步，必然面臨種種意想不到的問題，基于西氣東輸天然氣站場特殊復雜的工藝流程，站場管道干燥技術將會成為研究重點。隨著天然氣管道工業(yè)的發(fā)展，站場管道干燥的技術必將迎來新一輪的挑戰(zhàn)與研究。

參考文獻

[1] 張中武，李宏玉.壓縮熱干燥機的應用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013（1）：12-13.

[2] 蘇欣，黃坤，袁宗明，等.國內(nèi)外天然氣長輸管道干燥技術[J].油氣儲運，2009（1）：45-46.

[3] 吳小平，蘇欣，張琳，等.天然氣管道干燥技術綜述[J].天然氣與石油，2009（4）：23-24.

[4] 張琳，李長俊，廖柯熹，等.天然氣管道干燥方案的技術經(jīng)濟比選[J].油氣儲運，2009（7）：34.