王林軍

浙江石油化工有限公司

摘要：天然氣管道干燥作業(yè)是管道投產(chǎn)前必不可少的重要環(huán)節(jié)。實(shí)施管道干燥可防止管道因積水產(chǎn)生內(nèi)腐蝕以及管道運(yùn)行過(guò)程中形成水合物影響天然氣質(zhì)量。對(duì)各種干燥方法進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了干空氣干燥法的優(yōu)點(diǎn)，討論了影響干燥作業(yè)的因素，為開(kāi)展相關(guān)作業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；干空氣干燥； 露點(diǎn)

天然氣管道在安裝完成后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，管道試壓后通過(guò)清管器推水、泡沫球深度掃水等工序清除管內(nèi)殘留水，但管道低洼處積水、附著管壁的氣態(tài)形式殘留水等難以清除，會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)腐蝕嚴(yán)重時(shí)因腐蝕穿孔而失效。投產(chǎn)后運(yùn)行過(guò)程中管內(nèi)形成的水合物也會(huì)影響天然氣質(zhì)量。因此，在管道投產(chǎn)前必須進(jìn)行干燥處理，以保障管道安全高效運(yùn)行。

1  干燥方法比較

1.1  干燥劑干燥法

工藝方式：干燥劑干燥法用于長(zhǎng)輸管線(xiàn)站間干燥，在站間要發(fā)射的清管器之間加注一定量的甲醇干燥劑，利用天然氣作為動(dòng)力，推動(dòng)清管器在管道內(nèi)前行。甲醇干燥劑與管內(nèi)殘留水互溶后明顯降低水蒸氣壓，達(dá)到干燥目的。

優(yōu)點(diǎn)：干燥效果比較好；附著在管道內(nèi)壁的少量甲醇水溶液能有效防止水合物的形成，不會(huì)影響天然氣質(zhì)量；應(yīng)用不受外界環(huán)境溫度與濕度等因素影響。

缺點(diǎn)：操作步驟繁瑣、復(fù)雜；長(zhǎng)輸管線(xiàn)閥室旁通會(huì)殘留甲醇干燥劑，干燥劑安全環(huán)保問(wèn)題難以完全克服。

1.2  真空干燥法

工藝方式：將真空設(shè)備機(jī)組連接至長(zhǎng)輸管道，關(guān)閉長(zhǎng)輸管線(xiàn)進(jìn)出站并密封其余所有出氣口，運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵，使管內(nèi)或裝置內(nèi)形成真空，管壁內(nèi)的水不斷蒸發(fā)并被抽出，從而達(dá)到干燥目的。

優(yōu)點(diǎn)：操作步驟簡(jiǎn)單、方便；管內(nèi)殘留水干燥徹底，不留死角；對(duì)站內(nèi)裝置、設(shè)備及管件不會(huì)造成損傷。

缺點(diǎn)：長(zhǎng)輸管線(xiàn)干燥時(shí)間久，不宜使用；由于站場(chǎng)閥門(mén)經(jīng)過(guò)正壓試驗(yàn)，在真空情況下難以保證嚴(yán)密性，因此功效低；站場(chǎng)試壓后管道內(nèi)部有明水時(shí)，干燥周期耗用時(shí)間明顯增長(zhǎng)。

1.3  氮?dú)飧稍锓?o:p>

工藝方法：考慮高純度氮?dú)饴饵c(diǎn)低的特點(diǎn)，在管道氮?dú)庵脫Q的同時(shí)，憑借低露點(diǎn)氮?dú)鈱?duì)管內(nèi)殘留水分的吸附能力，達(dá)到干燥目的。

優(yōu)點(diǎn)：高純度氮?dú)夂瑵窳勘容^低,帶走管道內(nèi)殘留水的速度較快。

缺點(diǎn)：消耗氮?dú)饬看?經(jīng)濟(jì)成本高，不能重復(fù)利用；空氣中氮?dú)夂�量高�?huì)使人出現(xiàn)頭暈、呼吸困難，心跳加快，全身乏力等癥狀。

1.4  干空氣干燥法

工藝方式： 干空氣干燥法利用空壓機(jī)組和干燥設(shè)備產(chǎn)生﹣40℃或者更低露點(diǎn)的干空氣進(jìn)行管道吹掃，干燥空氣流經(jīng)管道時(shí)管內(nèi)低洼處殘留水、管內(nèi)壁附著水會(huì)隨干空氣吸附蒸發(fā)帶走，達(dá)到干燥目的。 

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備操作方便；空氣來(lái)源不受限制，可以隨意排放；無(wú)毒、安全，符合HSE標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)管道干燥徹底，相對(duì)成本低廉；受長(zhǎng)輸管道落差的影響較��；適用范圍廣。

缺點(diǎn)：容易對(duì)管件和內(nèi)涂層造成損傷。

我國(guó)天然氣管道干燥技術(shù)起步較晚，初期未進(jìn)行管道干燥作業(yè)，近幾十年干燥技術(shù)得以重視和應(yīng)用。從表1可以看出，干空氣干燥法是目前較為廣泛采用的干燥技術(shù)。站場(chǎng)干燥時(shí)推薦采用真空干燥法與干空氣干燥法結(jié)合使用，發(fā)揮真空干燥法抽死角水的優(yōu)點(diǎn)和干空氣干燥法效率高的優(yōu)點(diǎn)。

表 1 國(guó)內(nèi)天然氣管道干燥技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2  干空氣干燥法作業(yè)

2.1  干燥原理（圖1）

圖 1 干空氣干燥原理示意圖

2.2  作業(yè)流程

利用大排量空壓機(jī)組和空氣干燥處理裝置，持續(xù)向管道內(nèi)注入露點(diǎn)﹣40℃或者更低露點(diǎn)的干燥空氣，使殘存在管道內(nèi)的水分蒸發(fā)，并把蒸發(fā)后的濕空氣置換出管道外，實(shí)施連續(xù)干燥吹掃處理，直至管道內(nèi)空氣露點(diǎn)達(dá)到并穩(wěn)定在﹣20℃以下。詳細(xì)作業(yè)流程見(jiàn)圖 2。

圖 2 干空氣干燥作業(yè)流程

2.3  干燥密閉及驗(yàn)收

管道干燥結(jié)束后，當(dāng)出氣口空氣露點(diǎn)達(dá)到﹣20℃以下時(shí)，關(guān)閉干燥段所有出氣閥門(mén)。當(dāng)空氣露點(diǎn)達(dá)到﹣20℃時(shí)，將管段置于微正壓（0.05～0.07 MPa）環(huán)境下密閉4小時(shí)，檢測(cè)露點(diǎn)升高不超過(guò)3 ℃，且不高于﹣20℃，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。若露點(diǎn)升高超過(guò)3℃或露點(diǎn)高于﹣20℃，則應(yīng)繼續(xù)吹掃干燥，并重復(fù)上述密閉步驟，直到管道出口處露點(diǎn)符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。

3  影響因素

（1）環(huán)境溫度。長(zhǎng)輸天然氣管線(xiàn)和站場(chǎng)環(huán)境溫度高，有利于管內(nèi)水分的蒸發(fā)，同時(shí)干空氣的吸水能力越好，干燥效率增高，效果越好。

（2）管內(nèi)水分含量。站場(chǎng)低洼處管道水含量大，水在管線(xiàn)內(nèi)分布越均勻，水與干空氣交換的面積越大，干燥效果越好。所以管道深度掃水、站場(chǎng)試壓后吹掃水要充分。

（3）管徑大小。管道管徑越大，需要的干空氣體積流量就越大，干燥時(shí)間就越長(zhǎng)。

（4）干空氣流速。在合理的流速范圍內(nèi)，干空氣流速越大，干燥時(shí)間越短。但流速不宜過(guò)快，管內(nèi)水的快速蒸發(fā)是吸熱過(guò)程，降低了管內(nèi)溫度，導(dǎo)致飽和空氣水分含量下降，導(dǎo)致干燥效果不佳。

4  結(jié)束語(yǔ)

天然氣管道干燥作業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的干燥方法。重視管道試壓后的殘留水對(duì)管道運(yùn)行的危害，定期進(jìn)行清管作業(yè)、內(nèi)檢測(cè)作業(yè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的隱患提前整改，為管道安全、平穩(wěn)高效運(yùn)行提供重要保障。 

作者簡(jiǎn)介：王林軍，2014年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)，就職于浙江石油化工有限公司儲(chǔ)運(yùn)事業(yè)部管道運(yùn)維，主要從事長(zhǎng)輸管線(xiàn)陸管及海管管道運(yùn)維工作。聯(lián)系方式：15168090938，mr_wanglinjun@126.com。