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。實(shí)施管道干燥可防止管道因積水產(chǎn)生內腐蝕以及管道運行過(guò)程中形成水合物影響天然氣質(zhì)量。對各種干燥方法進(jìn)行了對比分析，總結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，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殘留水，但管道低洼處積水、附著(zhù)管壁的氣態(tài)形式殘留水等難以清除，會(huì )導致管道內腐蝕嚴重時(shí)因腐蝕穿孔而失效。投產(chǎn)后運行過(guò)程中管內形成的水合物也會(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(cháng)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)清管器在管道內前行。甲醇干燥劑與管內殘留水互溶后明顯降低水蒸氣壓，達到干燥目的。

優(yōu)點(diǎn)：干燥效果比較好；附著(zhù)在管道內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、復雜；長(cháng)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：將真空設備機組連接至長(cháng)輸管道，關(guān)閉長(cháng)輸管線(xiàn)進(jìn)出站并密封其余所有出氣口，運轉真空泵，使管內或裝置內形成真空，管壁內的水不斷蒸發(fā)并被抽出，從而達到干燥目的。

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

缺點(diǎn)：長(cháng)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，在真空情況下難以保證嚴密性，因此功效低；站場(chǎng)試壓后管道內部有明水時(shí)，干燥周期耗用時(shí)間明顯增長(cháng)。

1.3  氮氣干燥法

工藝方法：考慮高純度氮氣露點(diǎn)低的特點(diǎn)，在管道氮氣置換的同時(shí)，憑借低露點(diǎn)氮氣對管內殘留水分的吸附能力，達到干燥目的。

優(yōu)點(diǎn)：高純度氮氣含濕量比較低,帶走管道內殘留水的速度較快。

缺點(diǎn)：消耗氮氣量大,經(jīng)濟成本高，不能重復利用；空氣中氮氣含量高會(huì )使人出現頭暈、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組和干燥設備產(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)管內低洼處殘留水、管內壁附著(zhù)水會(huì )隨干空氣吸附蒸發(fā)帶走，達到干燥目的。 

優(yōu)點(diǎn)：設備操作方便；空氣來(lái)源不受限制，可以隨意排放；無(wú)毒、安全，符合HSE標準；對管道干燥徹底，相對成本低廉；受長(cháng)輸管道落差的影響較��；適用范圍廣。

缺點(diǎn)：容易對管件和內涂層造成損傷。

我國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 國內天然氣管道干燥技術(shù)應用實(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

利用大排量空壓機組和空氣干燥處理裝置，持續向管道內注入露點(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)施連續干燥吹掃處理，直至管道內空氣露點(diǎn)達到并穩定在﹣20℃以下。詳細作業(yè)流程見(jiàn)圖 2。

圖 2 干空氣干燥作業(yè)流程

2.3  干燥密閉及驗收

管道干燥結束后，當出氣口空氣露點(diǎn)達到﹣20℃以下時(shí)，關(guān)閉干燥段所有出氣閥門(mén)。當空氣露點(diǎn)達到﹣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)，檢測露點(diǎn)升高不超過(guò)3 ℃，且不高于﹣20℃，達到驗收標準。若露點(diǎn)升高超過(guò)3℃或露點(diǎn)高于﹣20℃，則應繼續吹掃干燥，并重復上述密閉步驟，直到管道出口處露點(diǎn)符合驗收標準要求。

3  影響因素

（1）環(huán)境溫度。長(cháng)輸天然氣管線(xiàn)和站場(chǎng)環(huán)境溫度高，有利于管內水分的蒸發(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）管內水分含量。站場(chǎng)低洼處管道水含量大，水在管線(xiàn)內分布越均勻，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(cháng)。

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

4  結束語(yǔ)

天然氣管道干燥作業(yè)應根據實(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管道運行的危害，定期進(jìn)行清管作業(yè)、內檢測作業(yè)，對發(fā)現的隱患提前整改，為管道安全、平穩高效運行提供重要保障。 

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