站場工藝管線干燥技術選擇及應用

摘要：站場工藝管線干燥是站場投產試運前的重要環節，本文以國家重點工程--西氣東輸二線西段永昌壓氣站工程工藝管線干燥施工為例，通過對幾種管道干燥方法的對比，重點闡述四種工藝管線干燥法的不同點，選擇經濟、實用，適合站場工藝管線干燥的施工方法，為同類站場工藝管線干燥施工提供借鑒。

關鍵詞：工藝管線 干燥技術 研究 應用

中圖分類號：TE832文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0082-01

站場工藝管線水壓試驗和清管后管道內仍殘留少量積水，工藝管線錯綜復雜、試壓用水難以清理干凈，且管徑大小不同。在工藝管線清管過程中，不能使用管線清管器進行清管，工藝管線內的試壓用水很難清理干凈。

在投產前如果不進行干燥，不僅引發管道內壁和附屬設備的腐蝕，使所輸送天然氣受到污染，而且更嚴重的是在一定壓力和溫度的作用下，天然氣與水結合形成結晶狀水合物。在長期運行狀態下，晶狀水合物會越積越多，使管道截面積越來越小，摩擦阻力增大而引起輸送效率的下降，最終會完全堵塞管道，形成冰堵。將嚴重影響天然氣管道的安全平穩運行。針對站場管線規格多，、分支多、三通多、管線變徑多及工期較短的特點，決定采用熱干空氣吹掃法進行工藝管線干燥。

1 工藝管線干燥施工方法比較

目前管道干燥主要有以下4種方法，干空氣干燥法、真空泵干燥法、氮氣干燥法、脫水清管列車干燥法。但適用于站場工藝管線干燥的施工方法主要有3種，即氮氣干燥法、真空泵干燥法和干空氣干燥法。

1.1 氮氣干燥法

氮氣干燥法是指利用高純熱氮氣水露點低的特點，在氮氣置換的同時，憑借低露點氮氣對水分的吸附能力，達到對管道進行干燥的目的。氮氣干燥原理和干空氣干燥區別在于氮氣的含濕量比干空氣含濕量低得多，氮氣帶走管道內殘留水的速度比干空氣快得多，但是氮氣干燥消耗氮氣量大，經濟成本高，不能重復利用，難以滿足站場施工實際需要。

1.2 真空泵干燥法

真空干燥原理是利用真空泵組對管道內氣體在環境溫度下進行降壓處理，管道內的水分在負壓下大量氣化被真空泵源源不斷地帶出管內，經過長期的抽真空過程，使管內的真空度達到管道干燥標準設定的真空度。

1.3 干空氣干燥法

干空氣干燥法是指將干燥空氣低壓進入管道內進行吹掃，利用低露點空氣對水分的吸附能力，達到對管道進行干燥的目的。

根據上述三種施工方法綜合比較，結合站場工藝管線實際特點，認為干空氣干燥法適合站場工藝管線干燥施工。

2 干空氣干燥法在站場工藝管線干燥施工中的應用

干空氣干燥法有兩種施工工藝：（1）在通干空氣吹掃的同時間隔一定時間通泡沫清管器輔助干燥；（2）使用熱干空氣連續低壓吹掃。由于泡沫清管器的輔助作用，干燥速度較快，但是西氣東輸站場工藝管線錯綜復雜，且管線變徑多，不能使用泡沫清管器進行輔助干燥。從應用范圍上講，前者適用于通徑管線，后者適用于所有管線，包括變徑管線，能更有效的對站場工藝管線進行管道干燥施工。

在理想狀態下，管道內的水會被低露點干燥空氣吸附，并被后面的干燥空氣吹出管道。盡管干空氣干燥方法的干燥效率并不高，但對于變徑管道和無法使用清管器的管道，采用干空氣進行管線干燥，是一種經濟可行的施工方法，而且可以干空氣干燥機組可以重復利用，為站場安裝建設節約較大的工程施工成本。

2.1 干空氣制取

干空氣干燥是采用經過除油、過濾和脫水的干燥純凈壓縮空氣吹掃管線，由于其低露點的特點使管道內壁附著的水分蒸發，并利用后繼干空氣將管道內的濕空氣排出管外，達到干燥管道的目的，通常采用大排氣量的大型空壓機、干燥機進行制取（圖1）。

2.2 工藝管線干燥施工

工藝管線水壓試驗完畢后，必須進行管線的吹掃。管線吹掃質量的好壞直接影響到管線干燥的效果。從待干燥工藝管線的低點排水注入熱干空氣，按照工藝流程對每路管線進行干燥吹掃，采取單路管線的原則，每路管線干燥合格后再進行下路管線干燥。對一路管線吹掃時關閉其他流程的閥門，本路流程合格后關閉本流程的閥門，打開下一流程的閥門進行干燥吹掃。采用干空氣進行吹掃對管道干燥效果極佳，吹掃的時間持續72小時天。吹掃完畢后，采用爆破吹掃，利用壓縮空氣的壓力帶走殘留的水分，壓縮空氣吹掃結束。

在管線末端進行水露點檢測，水露點小于-20℃，站場工藝管線干燥合格。干燥施工完成后，應采用0.02～0.05MPa的熱干空氣填充密封。

2.3 影響干燥效果的主要原因

根據以往站場干燥施工經驗，采用露點為-40～-50℃的熱干空氣進行干燥，其影響干燥施工效果的主要原因有以下3點：

（1）環境溫度。站場管線環境溫度越高，越有利于水分的蒸發，同時干空氣的吸水能力越大，干燥效果越好。

（2）空氣流量。在現場實際干燥施工時需根據現場條件決定氣量大小，同時降低管道末端的壓力、保持持續低壓吹掃，以便縮短干燥所需的時間。

（3）液態水分布狀態。在管線干燥前管道內部液態水聚集在管線低點處，必須進行人工清管，以便減少管線內部殘存積水，提高站場管線的干燥效果。

2.4 通過在西氣東輸二線西段永昌壓氣站工程工藝管線干燥施工，發現干空氣干燥法具有以下優點

（1）干燥效果均勻一致，露點可達到-25℃以下，且干燥時間相對較短。（2）工藝簡單，容易控制，有完整的干燥檢測標準，能保證管道在較短時間內達標，對操作技術要求不高。（3）干燥成本低，適用范圍廣，受管徑、管道長度的影響相對最小。（4）干燥同時如果采用除塵工藝，可使管道到達很高的清潔水平。（5）空氣來源廣不受地區限制，空氣可以任意排放，無毒、無味、不燃、不爆、無安全隱患。

3 結語

站場工藝管線干空氣干燥工藝已趨于成熟，充分保證施工的安全性，干空氣排放無毒無害，對環境無污染；施工機械、設備可重復使用，大大的降低施工成本，成為站場工藝管線干燥施工的首選干燥方法。目前站場工藝管線干燥施工已逐步被重視，對管線干燥方法、工藝、施工技術的研究，必將有力推動管道干燥技術的全面發展。