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越來越受到業主的關注，因為干燥對于新建壓氣站的投產以及安全運行起著決定性的作用，因此如何高效、高質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前一般需要的程序是試壓、排水、干燥、置換、投產五步，站場管道進行過試壓后，有部分水分殘留在管道內部無法徹底去除，只能經過管道干燥處理才能去除這部分水分，在管道內部殘留的水分對管道產生的危害不容忽視：

（1）造成管道內部發生腐蝕的主要原因是管道中存在液態水以及水蒸氣，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，它們的腐蝕能力對管道內部的危害是較大的，而且直接會使管道系統的使用壽命受到影響[1]。

（2）在低溫情況下，管道中存在的液態水以及水蒸氣還有可能造成結冰堵塞，結冰堵塞一旦發生就會影響管道、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生[2]。

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

綜合上述，管道中存在液態水以及水蒸氣產生的危害很大，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境保護和安全生產日趨重視，而且甲醇是易燃、易爆的，儲存或者運輸都有極高的要求，很容易對環境造成污染，也很容易發生安全事故。對于管道規格種類多、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 流通氣體蒸發干燥法

流通氣體蒸發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部，在管道內壁上殘留的水分就會隨著干空氣蒸發，濕氣也會被空氣流帶走，管道內壁水蒸氣產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境溫度下用恰當的真空泵組對管道內氣體進行降壓處理，在負壓下，管道內壁的水分大量氣化進而被真空泵連續不斷地帶出管外，經過長時間的抽真空過程，當管內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，管道內壁基本沒有水汽，然后接著把干燥的氮氣輸入管道內部，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的壓縮機，廠家對管道內部干燥要求高，需現場見證干燥效果。

2.4.2 站場工藝流程復雜，管道走向不規則，管道、管件規格種類多，低洼處比較多，經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、適用范圍以及優缺點的同時，還需要考慮干燥效率、安全、經濟以及環保等許多因素，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）環保性高，基本不產生明顯的廢棄物，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格的限制。

（6）易于天然氣直接引入進行站場

投產。

4 結語

國內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的發展，站場管道干燥的技術必將迎來新一輪的挑戰與研究。

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量，2013（1）：12-13.

[2] 蘇欣，黃坤，袁宗明，等.國內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濟比選[J].油氣儲運，2009（7）：34.