管输初期天然气水露点超标问题及防治措施研讨集成搜索
zigbee定位胡建民;路万军;周均;李秀林;尹荣林
【摘 要】管输初期天然气水露点超标和水合物的生成对天然气管道建设、输送和管道运行造成极大危害,本文结合中亚天然气管道运行情况,分析影响管输初期天然气水露点的各项因素,并通过气源地、工艺处理和输送过程等环节对控制管输初期天然气水露点超标和抑制天然气水合物生成方面提出有效的控制和防治措施,并以此解决天然气管道建设和运行中存在问题,保证天然气管道运输的顺利进行.%Early pipeline gas water dew point overweight and the formation of hydrate can cause great harm to natural gas pipeline construction, transport and pipeline operation.Combining with the china-kazakhstan gas pipeline running situation, various factors affecting gas water dew point were analyzed, and through the gas source, processing and transmission process, effective control and prevention measures of early pipeline gas water dew point overweight and inhibition of gas hydrate formation were put forward, to solve the problems existing in the natural gas pipeline construction and operation, ensure the smooth progress of natural gas pipeline transportation.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】widevine2017(045)009静脉曲张裤子
【总页数】3页(P165-167)
【作 者】胡建民;路万军;周均;李秀林;尹荣林
【作者单位】伊犁出入境检验检疫局综合技术服务中心,新疆 伊宁 835000;中国检验认证集团新疆有限公司霍尔果斯分公司,新疆 霍尔果斯 835221;伊犁出入境检验检疫局综合技术服务中心,新疆 伊宁 835000;瑞丽出入境检验检疫局综合技术中心,云南 瑞丽 678600;瑞丽出入境检验检疫局综合技术中心,云南 瑞丽 678600
【正文语种】中 文
【中图分类】TE832
天然气水露点是指在一定压力下，天然气中析出第一滴液态水时的温度。天然气水露点反映天然气中水汽含量的高低，天然气水露点与其水汽含量成正比。天然气由地层中开采出来时处于水饱和状态，通常通过分离器将天然气中的液态水分离出来，但气态水却无法通过分离器进行分离。天然气在输送过程中，增加管道压力或降低天然气温度都会导致气态水转化为液态水，对管道造成诸如段塞流、腐蚀、冰堵等一系列严重危害，降低天然气管道输送能力并对管道造成物理性破坏。因此分析影响天然气水露点的因素，降低天然气水露点，减少天然气中水汽含量，对于提高天然气的品质和指导天然气管道安全稳定运行具有重要的技术和生产意义。
站内超声波流量计有明显压降，流量锐减，整流板堵塞，被迫多次切换流量计；国内西气东输首站多路流量计出现堵塞现象，被迫执行越站生产；白固体物堵塞盲板；分离器排污液较多，并伴有白固体；在线水露点检测数据不符合GB17820标准和贸易合同中关于水露点的规定要求。
上述白固体堵塞物为白不透明多规则孔状结晶固体，外观类似松散的冰或致密的雪，伴有多层极薄的黑或褐油层。融化初期有臭鸡蛋气味和散发的汽油味，融化中期臭鸡蛋
气味减弱汽油味为主，完全融化后，液体分层，上层极薄呈淡褐透明，有机油气味，下层蒸馏物为水。且白固体、融化物均不可点燃。
管道清管作业尤其是吹扫没有完全达到投产要求，管道内水份含量较高，影响天然气中水汽含量。
天然气经节流阀节流降压或整流板后，会因气体膨胀而导致温度降低(焦耳-汤姆逊效应[1])，这也会在节流处生成水合物阻塞阀门或管道。包括压力的波动、气体的高速流动、流向突变产生的搅动、水合物晶种的存在及晶种停留的特定物理位置(气流的停滞区)如弯头、孔板、阀门、粗糙的管壁等，天然气一旦形成水合物，极易在这些部位形成堵塞，严重时影响天然气的输送。
在一定的温度和压力条件下，天然气中某些气体组分能和液态水形成水合物，天然气水合物是一种笼形晶格包络物，即水分子借氢键结合成笼形晶格，而气体分子则在范德华力作用下，被包围在晶格的笼形孔室中[2]。水合物易在气—水边界形成，大多数分子来自水相溶液中的分子。由于硫化氢和二氧化碳比大多数烃类易溶于水，所以它们即使在较高温度下也能加速水合物的形成。水合物生长如同晶体的生长一样，它们在孔板和阀门处形成，
并堵塞管线。
改锥头
由于分离器无法对天然气中的气态水进行分离，导致这些气态水以气相进入下游的输气管道，在一定条件下析出液态水危害输气管道。
在线水露点检测采样管线的长短、管线保温加热措施是否得当都会造成水露点指标的异常。检测样品由主管道通过八分之三英寸的不锈钢管输入分析小屋检测设备(米歇尔电解式水含量分析仪)进行检测；不锈钢管外包裹有加热带和保温层，保证了采集和输送样品中不出现液态水，从而不影响水露点的正常检测结果。
单兵作战系统
我们通过便携式冷却式镜面露点检测仪与在线米歇尔电解式水含量分析仪某一时段的检测数据对比，验证米歇尔电解式水含量分析仪检测水露点数据是否准确。
通过表1可以看出在线水露点检测所使用的采样管线、保温加热措施不影响水露点的正常检测结果。
通过分析上述影响因素，对比管道运行初期上下游水露点数据见表2，可以得出：中亚天然气管道项目因投产时间要求非常紧将八年建设期减少至三年，管道吹扫没有完全达到投产
要求，管道内水份含量较高，甚至存在饱和水汽和游离水，以及天然气水合物，致使随着运输管线的增长，天然气中水分含量增高，引起水露点不断升高，导致输气管道末端出现白固体，造成管道堵塞。
输送管道的寿命与管道内壁的腐蚀率密切有关，而腐蚀率又直接与天然气中水分含量有关，因为水分会加速氧化的过程，水合物的形成会减少管道流量能力，引起管道堵塞，更可能损坏工业过程的过滤系统、阀门和压缩机，影响管输工作效率。其次，天然气中含有少量的硫化氢和二氧化碳，管道中的水会与天然气中少量的硫化氢和二氧化碳生成酸性腐蚀液，也会严重腐蚀金属管道，降低管道的使用寿命和设计的安全性。
由于在一定温度和一定压力的条件下，天然气中水分含量与天然气水露点值成正比，因此可以通过控制天然气中水分含量，抑制天然气水合物的生成，解决天然气水露点超标问题。
3.1 解决气源地水露点超标的措施
解决气源地天然气水分含量过高问题。应在天然气开采源头和各个增加站脱除天然气中的
水汽含量，目前广泛使用的天然气脱水装置主要有水套加热炉和旋转填充床，通过对成本、占地面积、操作等方面的对比研究，旋转填充床可以达到30 ℃的露点降，完全达到了长输管道的要求。推荐在中哈管输天然气气源地使用。
3.2 从工艺上解决水露点超标的措施
工艺上解决天然气水露点超标的措施主要是脱除天然气中的水蒸气，目前所采用的脱除天然气中水蒸气的方法主要有固体吸附脱水法[3]、低温分离脱水法[4]和溶剂吸收脱水法[5]。
固体吸附脱水法：利用一些固体吸附剂表面可吸附大量水分子的特点来达到脱除天然气中水蒸气的目的，目前广泛使用的固体吸附剂主要有分子筛、活性氧化铝和硅胶等。
低温分离脱水法：通过降低温度，使天然气中的饱和水蒸汽转化成液态水，通过水分离装置将液态水分离。分离走液态水后提高天然气温度或降低管道压力，从而降低天然气的气相含水量。
溶剂吸收脱水法：利用某些液体物质不于天然气中的水分发生化学反应，只对水有很好的溶解能力的特点，将天然气中的水汽脱除。
3.3 解决管道输送过程中水露点超标的措施
降低压力。水露点与压力的关系成正比，输送过程中管道压力降低，水露点随之下降。但通过降低管道压力来降低水露点并控制天然气中水合物的生成在实际生产中极难实现，是需要以牺牲其它因素为条件的。降压控制有三种极限情况: 等温降压、等焓降压、等熵降压[6-7]。实际的降压过程通常介于等温和绝热之间。降压操作应在水合物堵塞块两侧同时进行，以维持两侧的压力平衡(仅降低一侧的压力是非常危险的，因为堵塞的水合物块会碎解成坚硬如冰的小块，它们在管道内高压侧压力的推动下，将以极高的速度流向低压侧，当其撞击到弯头或流元件时，就会使管子损坏，造成严重事故)。该方法常用于排除已形成的水合物，放空管道可使管道中水合物溶解。此方法目前已在中亚天然气管道应用。
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