天然气工程是重要的民生保障工程,在人们的生产生活中占有重要位置。但是管道中积存的水分会产生较大的危害,不仅影响用户端的正常使用,还会威胁居民的财产及人身安全,为避免出现此类问题,需做好管道的除水及干燥处理,增强干燥施工技术研究意识,掌握技术要点,提高天然气工程质量。
1.几种常用天然气管道干燥施工技术
1.1干空气干燥技术的应用
干空气干燥技术的应用原理如下:在天然气管道中充入干空气,由于含水量低的空气在流动过程会吸收水分,发挥除湿的作用,直到达到饱和状态为止。在后续的流动过程中,管道中的压力会逐渐下降,一定程度上增加了空气的吸水饱和浓度,空气会在此种环境中继续吸水,之后从天然气管道的另一端排出到室外环境中,达到干燥管道的目的。
1.2真空干燥技术的应用
采用真空干燥技术的基本原理如下:严格按照相关的控制标准,利用真空泵不断降低管道内部的压力,在管道内部形成真空状态,最终去除管内的水分。主要通过考量管道内部的实际环境温度,制造与之相同的真空压力,进一步实现管内壁水分的汽化,达到排出水分的目的。通过分析成功的经验,与干空气干燥技术相比,利用真空干燥技术需要利用较长的时间,但是能够获得良好的干燥效果。
1.3干燥剂法的应用
采用干燥剂技术开展天然气管道干燥施工作业时,常用的干燥剂有乙二醇、甲醇及三甘醇等,以上醇类物质具有较强的吸水性,干燥剂能够与水按照一定的比例互溶,依据此种原理可以达到去除管内水分的目的。干燥剂与水互溶形成的溶液中,水的蒸气压会有不同程度的降低,且在天然气管道内残留的干燥剂可以有效降低水合物的形成温度,阻碍水合物在管内形成,降低管道内部的水分含量。
2.天然气管道干空气干燥技术的实际应用分析
2.1干空气干燥技术的工作原理
利用干空气干燥技术开展天然气管道干燥施工作业时,主要利用低于露点-40℃的干燥空气,并保证空气具备较强的流动性,将管道内残留的水分清除,保证管道内部的干燥程度达到相关要求。干燥的空气会在流经管道时,吸收内部环境中的水分,保证管道出口的空气露点在预定值以下,从而确保在天然气管道内不存在液体水,提高管道的干燥性。
2.2干空气干燥技术的应用优势
干空气干燥技术具备很多优点,主要有来源广泛,且不会受到地区条件的限制,对管道进行干燥后,不会污染空气,同时不具备可燃性,安全性相对较高。除此之外,干空气干燥技术不仅适用于陆地管道,在海底管道中拥有较强的适用性,由于干空气的流动速度很快,管道直径及管道长度不会带来严重影响,开展管道干燥工作的过程中,需要投入的成本较低,且无需监控整体流程,施工周期相对较短。实际施工作业时,能够有效衔接管道建设阶段与管道水压试验环节,同时可以保证管道干燥的均匀性。
2.3干空气干燥技术的工艺过程
在应用干空气干燥工艺进行施工作业时,可以利用两种方法,首先,如果利用干空气进行吹扫,应在间隔时间段投入清管器进行辅助作业,强化干燥效果;其次,采用干空气进行持续性的低压吹扫。利用清管器时,工作人员应合理控制运行速度,最佳速度应保持在4—5km/h的范围内,将压力控制在0.05—0.2Mpa范围内,如果在清管器运行过程中,遇到阻碍行进的情况,应适当提高压力,但需始终保持在管道设计压力值以下。采用清管器辅助干燥的方式,可以有效缩短干燥时间,但是由于清管器容易出现磨损等问题,通常适用于较长的陆上管道。如果仅采用干空气进行干燥,则需要利用规模较大的干空气制取设备,通常当管道出口处空气露点达-40℃以下时,判定为理想的干燥状态。
2.4干空气的制取工艺和设备
在制取干空气时,常用的方法有直接冷却法、干燥剂吸收法、冷却后加压法及分子筛法等。当环境温度达到0℃时,水会发生物理变化结成冰,在温度不断下降的过程中,采用降温的方式去除水蒸气的效率会逐渐降低,所以直接冷却法适用在常规低露点空气的制取工作中,此种方式可以在干燥剂干燥施工中起到辅助作用,完成初步干燥工作。利用干燥剂去除天然气管道中的水分,能够得到显著的效果,较为常用的固体干燥剂有氯化钙、氯化锂、氧化铝及硅胶等,而液体干燥剂通常有上文提到的乙二醇及甲醇等。由于液体干燥剂具有重量大及腐蚀性强等特点,需要在实际投入使用的过程中做好晃动控制,避免发生飞溅等现象,提高施工作业的安全性。基于此方面的考虑,固体干燥剂相对于液体干燥剂而言,利用率较高。
2.5干空气干燥技术的干燥验收环节
为了保证干燥验收环节的质量,通常采用干空气吹扫的方式。在需要验收的管道末端选择合适的位置设置水露点分析仪,检测管道中排出的气体,一般要求管道中排出的气体露点连续4h比管道输送环境温度低,约在最低环境温度值以下5℃左右,同时变动幅度不能高于3℃。工作人员可以利用白布在管道排气口检验吹扫效果,将白布在排气口放置约5min的时间,如果在白布上面未出现尘土、铁锈及水分等物质,则表明干燥工作符合规定标准,可判定为合格。
结语:在各地区的实际发展过程中,城市的人口数量不断增加,为了满足生产生活的基本需求,天然气管道工程不断扩大建设规模,管道的数量和长度逐渐增加,为了保证天然气管道使用过程中的质量和安全性,应重视管道干燥技术的合理运用。通常干空气干燥技术的利用率较高,且在多种类型的管道中具备很强的适用性,相关部门及技术人员应全面了解和掌握此项技术的基本原理,同时正确使用干空气制取设备,适当延长天然气管道的使用寿命。
参考文献:
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