天然气管道干燥施工方法

天然气长输管道的干空气干燥技术本文论述了干燥施工在长偷管线中的应用的必要性，介绍了如何选择适合的干燥施工技术，并针对干空气干燥法的施工工序及施工方法。

标签：天然气;长输管道;干空气;干燥技术1 天然气管道干燥技术的必要性天然气管道在投产之前，一般要通过试压一除水一干燥一置换一投产五个步骤，其中管道试压就是保证天燃气管道质量的必要手段。

在内容上管道试压分为强度试验和严密性试验俩部分;在试压介质上由于气体介质压缩性导致爆炸等风险，所以一般采用各国水或其他经过批准的液体;在试压方法上，由于一般天燃气管道距离都较长，所以采用的是分段试压法。

天然气管道在采用水试介质压后，常通过一些简单的处理方法如通球扫线等，来进行除水，但堆积在低洼地段、附着在管壁以及以气体形式存在的各种残存水却难以清除，而这些积存的水和水蒸气将对整个天然气的管道天然气运输产生许多诸如管道内部腐蚀、堵塞管道、降低天然气和供气品质下降之类的不良影响。

因此，在天然气长输管道中的积水有着极大的危害性，在管道投入运行之前，必须进行干燥处理，才能保证其长期、安全、稳定地运行。

2 国内外干燥技术发展现状国外天然气长输管道干燥技术起步较早，发展迅速，干燥方法多样。

采用的方法主要有干燥剂干燥法、气体（空气、氮气、天然气）干燥法和真空干燥法。

目前国外任何一条高标准的管道，无论是气压试验还是水压试验，都要进行干燥处理。

我国天然气长输管道干燥技术起步较晚，由于对天然气长输管道内液态水和水蒸气的危害性认识不足，20世纪90年代以前建成的天然气长输管道，投产前都不进行干燥处理。

90年代以后，随着人们对管道干燥必要性的逐步认识，开始对几条重要管道进行了干燥处理。

目前的干空气干燥技术还不完善，特别是不能准确地预测封闭期间干燥段内干空气的绝对含水量随时间的变化，从而不能保证封闭期间管道内空气露点低于最低环境温度，这样就可能析出液态水，使得干燥过程前功尽弃。

此外，对干燥过程的预测也不准确，给现场施工和管理带来诸多不便。

天然气输送管道除水干燥技术耿良田于洪喜(胜利油田油气集输公司)摘要天然气输送管道投产前进行除水与干燥处理,可以抑制投产过程产生水合物或防止输气海管的腐蚀。

文章讨论了输气管道除水与干燥工艺技术,明确了清管器的设计、选型原则。

除水与干空气干燥工艺应用表明,聚氨酯材料制作的直板型清管器具有较好的耐磨性和密封性,干空气干燥是短距离输气管道干燥处理的最佳方案。

主题词天然气管道除水干燥清管器1·管道除水技术通常新建天然气管道投产前都要进行充水、清管、试压操作。

除水工艺应根据干燥工艺确定。

经过除水工艺后,除个别的低洼管段外,绝大部分的水已被清除,但在过大的内壁面上会留下一层薄水膜,厚度一般介于0·05~0·15mm之间。

除水工艺一般采用多个清管器组成的清管列车一次完成,也可多次发送单个清管器分步完成,采用何种形式要视管道情况及干燥方式确定。

对于距离较长的海底输气管道,除水不能进行分段处理,一般采用清管列车将试压水排出管道,清管列车由干空气、干燥天然气等介质推动,干空气、干燥天然气吹扫干燥随之进行或转入真空干燥。

对于陆上输气管道,一般采用分段干燥处理,每段长度约50~100km,因此可采用多次单独发送清管器的方式除水。

管道内壁越光滑,清管器的密封性能越好,水膜的厚度越薄,积水量就越少。

采用干燥剂进行干燥的输气管道,排水过程与干燥工程往往同时进行。

排水列车和干燥剂列车都是由多个清管器组成的,组成排水列车的多个清管器间隔形成淡水段塞(海水试压,清除盐份)和空气段塞;组成干燥剂列车的多个清管器间隔形成多个干燥剂段塞。

显然除水后输气管内剩余水量的多少与后续的干燥时间成正比,排水效果在很大长度上取决于排水清管器的选型设计,良好的清管器设计是保证排水以及干燥效果的关键。

摩擦阻力小、密封性能好,经过清管器的液体泄漏量少,干燥空气经过清管器向前窜漏量小是清管器设计应遵循的基本原则。

根据文献介绍的不同类型的清管器实验结果及运行效果可知,直板型清管器具有良好的密封作用,适于排水干燥处理,具有以下特点:(1)直板型清管器经过直线管段的液体泄漏量可以忽略。

天然气管道干燥技术方法
1. 空气干燥法
空气干燥法是一种常用的天然气管道干燥技术方法。

它通过向管道中注入干燥的空气来降低管道中的湿度。

具体步骤包括以下几个方面：
- 清洗管道：在干燥前，首先需要对管道进行清洗，确保管道内部没有杂质和污垢。

- 注入干燥空气：使用空气压缩机将干燥空气注入管道中，通过压力差推动管道内的湿气排出。

- 排出湿气：在干燥的过程中，通过管道的排水阀将排出的湿气排除。

2. 热风干燥法
热风干燥法是另一种常见的天然气管道干燥技术方法。

它利用高温的热风来驱赶管道中的湿气。

以下是该方法的基本步骤：
- 准备热风设备：选用合适的热风设备，可以是燃气热风炉或电热风炉等。

- 加热管道：通过热风设备将高温的热风送入管道中，提高管道内部的温度。

- 驱赶湿气：在管道内部温度升高后，湿气会逐渐蒸发，通过管道上部的排气孔排出。

3. 吸附干燥法
吸附干燥法利用吸附剂来吸附管道中的水蒸气，从而达到干燥管道的目的。

以下是吸附干燥法的基本步骤：
- 准备吸附剂：选择适当的吸附剂，常见的有活性炭、分子筛等。

- 注入吸附剂：将吸附剂注入管道中，通过吸附剂的吸附能力吸附管道内的水分。

- 更换吸附剂：当吸附剂饱和后，需要定期更换吸附剂，以保证干燥效果。

总结
天然气管道干燥技术方法有很多种，其中包括空气干燥法、热风干燥法和吸附干燥法等。

在选择适当的干燥技术方法时，需要考虑管道的特点和实际情况。

通过正确使用这些技术方法，可以提高管道的运行效率和安全性。

天然气长输管道干空气干燥技术赵　宁，张翠婷（盘锦职业技术学院，辽宁盘锦　１２４０００） 摘　要：天然气管道干燥是继管道试压后一个重要施工步骤，管道内液态水和水蒸气将危害管道运行，对比管道干燥方法特点，分析干空气干燥工艺及作业流程，优化干空气干燥技术方法，为保证管道长期、安全、稳定运行提供重要保证。

关键词：天然气长输管道；干空气干燥；清管器 中图分类号：ＴＥ８３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０４—００８２—０２ 天然气长输管道投产前，液态水和水蒸气的存在会在以下几个方面危害管道运行，如：天然气中的酸性气体与水反应生成酸性物质，腐蚀管道内部［１，２］；高压低温条件下，天然气与管道中的液态水和水蒸气生成固态天然气水合物造成管道堵塞［３，４］；管道低温运行时，液态水和水蒸气造成管道冰堵［５］；此外，液态水和水蒸气的存在还会降低管道输送能力并降低天然气质量。

因此，依据国家标准规范，天然气管道投产前，需对管道进行强度试验和严密性试验，管线经严密性试验后，通球扫线验收结果为合格方可进行天然气管道干燥施工。

依据国家标准《天然气输送管道干燥施工技术规范》（ＳＹ／Ｔ４１１４—２００８）要求，完成天然气管道脱水、干燥作业，经检测管道内空气露点达到规范要求是管道长期、安全、稳定运行的重要保障。

１　天然气管道干燥方法天然气管道干燥方法按照干燥原理不同可分为干燥剂法、流动气体蒸发法、真空干燥法等。

干燥剂法指利用干燥剂与管道内液态水互溶，干燥剂水溶液中水的蒸汽压降低，实现清理管道液态水和水蒸气的干燥目的，此外，干燥剂对抑制水合物生成起了非常重要的作用。

常用的干燥剂有甲醇、乙二醇或三甘醇等。

流动气体蒸发法，干燥气体在管道流动过程中，与管道内壁及管道低洼处的存水接触，液态水蒸发至干燥气体中，干燥天然气管道。

常用的干燥气体有干燥空气、干燥氮气或干燥天然气。

从干燥法名称上可将流动气体蒸发法分为干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法。

天然气管道常用干燥工艺天然气通过管道输送，可以有效的降低运输的成本，并可以大量且进行远距离的输送。

在输送过程中，若管道中含有液态水，天然气中的部分酸性气体会与液态水形成酸性物质，酸性物质将逐步腐蚀管道内壁，使钢管强度持续降低，对管道的使用寿命和管道的耐用性都会构成严重影响，同时管道中的水分还会由于天然气的低温造成冰堵，对管道的正常输送造成影响。

为确保天然气管道安全运行，须在管道正式交付使用前对管道中进行干燥作业，将管道中的游离水和大部分的水蒸气去除，将其露点处于-16 ～5 ℃。

1 天然气管道干燥技术的发展历程国外由于天然气使用的时间较早，在天然气管道干燥技术方面发展较早，并且发展迅速，现今已经形成诸多干燥工艺。

应用于天然气长输管道的主要干燥工艺有：干燥剂法、流动气体蒸发法、真空法等在天然气管道的发展早期，人们对于在管道中的液态水或者是水蒸气危害认识不足，在1990年以前铺设的天然气管道未进行干燥处理，随着天然气需求量的增大，要求更加安全的建设，管径更大、压力更高、输送量更多的天然气管道，使以往管道中存在的液态水或者是水蒸气对于天然气管道的影响问题逐渐得到了重视，由此带动了天然气管道的干燥技术的发展。

我国在天然气管道干燥技术发展方面起步较晚，但也发展出了符合自身实际的天然气管道干燥技术。

2 天然气管道干燥方法介绍2.1干燥剂法干燥剂法是通过使用干燥剂来对管道中的水或水蒸气进行清理，通常使用的干燥剂是甲醇、乙二醇或三甘醇，干燥剂通过和水进行混合来降低水的蒸气压，在降低水的蒸气压的同时，残存的干燥剂又对水合物进行抑制。

在实际操作过程中，通过使用天然气或氮气来推动2个清管器和清管器之间的干燥剂，来进行管道的干燥作业，这种方法在国外被称为两球法。

在两球法成果的基础上，开发出了三球法。

三球法比两球法在干燥效果上、残留在管道内壁的液膜中干燥剂浓度上，以及干燥剂损耗量等方面都有着明显优势。

甲醇干燥效率高，但易燃、易爆，对储存运输要求较高，安全风险大，而乙二醇或三甘醇比甲醇的价格费用高。

1 工程概况绵阳至江油天然气输气管线建设项目三标段，同时包括绵阳至江油天然气输气管线（二期）建设项目（元坝至德阳输气管线并行段）。

第三标段新建长输管道起于江油市方水乡拱桥沟北侧，自西南向东北与元坝-德阳输气管道江油试验段同沟敷设，经小石桥、九岭镇中和村、在中和村西侧穿越涪江、继续敷设，经龙凤镇石庙子沟、曹家坝、止于鲁班村东北侧，线路全长9.72km，设计压力4.0 MPa。

第三标段全程采用D323.9×8mm L245N无缝管。

元德天然气输气管线，线路全长9.82km，设计压力10.0 MPa。

一般线路、公路穿越管选用管材D711×14.9mm L485M 直缝埋弧焊钢管，铁路、涪江和水磨河穿越段直管采用D711×20mmL485M直缝埋弧焊钢管。

第三标段水域大中型穿越2处，其中定向钻穿越涪江885m，定向钻穿越水磨河318m，宝成铁路穿越85.2mm，成绵乐高铁穿越89.5m，S205公路穿越一次72m。

第三标段包括阀室2#、3#2座。

由于目前为投标阶段，根据业主、设计提供的线路资料，该段线路起伏不大，距离较短9.82km，计划将整个标段作为一个试验段，对主线路和伴行线路分别进行整体通球、吹扫、测径、水压试验和干燥。

上水点可在三标段起点或末端选用合适水源作为上水点。

收发球筒和试压头分别按照主线路和伴行线路制作2套。

2施工规范《油气长输管道工程施工及验收规范》 GB 50369-2014《油气输送管道穿越工程施工规范》 GB 50424-20073分段清管、测径、试压、排扫水工作程序图3-1 清管试压施工流程图4准备工作项目部编制清管、试压及干燥施工方案，按照清管、试压及干燥方案的要求4.1．成立清管试压机组，并将施工方案报监理部审批。

4.2 检查管段的敷设情况：检查管段内的管线焊接、无损检测、补口、回填应该完成，并应符合设计和验收规范的要求。

4.3 落实清管、试压、干燥所用设备、人员、交通工具、通讯器材及必要的生活、安全保障设施。

天然气管道干燥置换与气密性运用2 干燥置换运用2.1 系统干燥按照项目实际情况，主要采用电加热器、液氮汽化器联合干燥处理模式。

在实施初步干燥过程中，需要对检测点展开露点检测，在检测合格之后，需要确认阀门以及管道是否存在带液状况，在确定不带液之后，才可实施总体干燥。

本工程系统干燥采用的是管线、设备整体干燥模式，因此并不需要设置临时盲板，同时需要运用低温软管及法兰展开汽化器、液氮罐连接，通过对无缝钢管的运用做好加热炉到汽化器间的衔接。

实施氮气注入过程中，应保证每分钟注入流量数值可以保持在一次干燥分路系统总容量的0.5 倍以上，且需要将进管氮气温度控制在55℃左右。

运用反复间断性吹扫模式，实施干燥处理，并要运用盲板对储罐连接口与设备等连接处展开阻隔，以防出现吹扫水汽进入到储罐或设备内部的状况。

对于站场内较大的气液联动阀、手动球阀、电动球阀、单向阀、截止阀以及不能检测的死角和未设排污点的阀门，干燥时要先经业主、监理和阀门厂家的批准，核查阀门密封件的耐温值，干燥施工时用电热带对阀体进行缠绕加热，同时再用高纯氮气反复进行吹扫。

电热带对阀体的加热温度不能超过阀门密封件的耐温温度，检测出口露点达到-20℃视为合格。

1/ 52.2 氮气置换实施注氮操作过程中，需要做好以下几点：(1)将预制好的注氮临时管线，与选定注氮口或法兰接头连接在一起，开启和法兰连接控制阀。

(2)开启液氮气化机组，开启注氮阀上控制阀。

(3)在置换过程中对管道压力、注氮压力以及累计流量等数据展开详细记录，并要按照累计流量数值，展开氮气流速计算，确定注氮具体情况。

(4)在检测点对排出气体含氧量实施检查，在三次检测含氧量均没有超过2%时，可以确定置换工艺符合相应标准要求，否则需要重新展开置换施工。

(5)实施氮气置换过程中，需要从氮气进气起，对设备以及阀门等工艺管线内容展开逐一置换，直至各置换点合格之后，才可进入到后续流程中。

(6)对死角部位实施爆破置换处理，并在置换施工达到相应要求后，关闭工艺管线排污阀以及放空阀，对系统展开升压处理，直到系统压力达到相应标准数值要求为止。