Осушка природного газа и сушка трубопроводов с помощью вакуумной технологии
Влага, содержащаяся в сыром природном газе и недавно проложенных газопроводах, представляет собой один из самых больших скрытых рисков в сфере транспортировки природного газа. Избыток водяного пара легко образует гидрат природного газа при низкой температуре и высоком давлении, блокирует трубопроводы, вызывает внутреннюю коррозию труб и снижает эффективность передачи.
Вакуумная технология стала зрелым и надежным решением как для осушки природного газа на перерабатывающих предприятиях, так и для осушки трубопроводов при строительстве или капитальном ремонте трубопроводов. Создавая среду с контролируемым отрицательным давлением, вакуумное оборудование быстро испаряет захваченную жидкую воду и удаляет водяной пар из газа и внутренних стенок трубопровода без дополнительных химических добавок. В данной статье подробно описана технологическая схема, выбор оборудования, преимущества применения и правила эксплуатации вакуумной осушки природного газа и осушки трубопроводов.
Почему удаление влаги важно для газопроводов и магистральных трубопроводов
Сырой природный газ, добываемый из подземных резервуаров, содержит насыщенный водяной пар и свободную жидкую воду. Если вода не удаляется полностью перед транспортировкой на большие расстояния, возникает множество серьезных проблем:
Низкая температура трубопроводной среды приводит к кристаллизации гидратов, блокированию клапанных узлов и магистральных трубопроводов, а также к незапланированной остановке производства.
Растворенная вода ускоряет коррозию внутренних стенок трубопроводов из углеродистой стали, сокращая срок службы трубопроводов и повышая риск утечек.
Остаточная влага снижает теплотворную способность готового природного газа и снижает экономические доходы газовиков.
Традиционная абсорбционная осушка гликоля и сушка трубопровода горячим воздухом имеют ограничения по стоимости и тщательности сушки, в то время как вакуумная сушка обеспечивает более глубокое и стабильное удаление воды для современных газовых проектов.
Два основных сценария применения: осушка газа + сушка трубопровода
Осушка природного газа в вакууме на перерабатывающих предприятиях
На заводах по переработке природного газа вакуумная осушка работает как дополнительная или самостоятельная обработка после первоначальной предварительной сепарации. Вакуумные насосы извлекают водяной пар из закрытых сепараторов под заданным отрицательным давлением, постепенно снижая точку росы природного газа в соответствии с национальными стандартами трубопроводного транспорта.
По сравнению с традиционным обезвоживанием триэтиленгликоля, вакуумное обезвоживание сокращает потребление химикатов и снижает затраты на очистку сточных вод, что особенно идеально подходит для малых и средних газовых месторождений и спутниковых газоперерабатывающих станций.
Вакуумная сушка при вводе в эксплуатацию новых и ремонтных трубопроводов
Вновь проложенные газопроводы всегда сохраняют в полостях труб остатки строительной воды, сточные воды гидроиспытаний и конденсированную влагу. Перед вводом в эксплуатацию и закачкой газа основной отраслевой практикой является вакуумная сушка:
Откачать внутреннее пространство трубопровода в глубокий вакуум для снижения температуры кипения остаточной жидкой воды;
Преобразуйте захваченную жидкую воду в пар и извлеките всю влагу с помощью непрерывной вакуумной откачки;
Гарантированная точка росы трубопровода соответствует проектным спецификациям перед вводом в эксплуатацию.
Вакуумная сушка также широко используется после капитального ремонта трубопроводов и устранения утечек воды для эффективного удаления остаточной воды.
Принцип работы вакуумной технологии удаления воды
Температура кипения воды значительно падает по мере снижения окружающего давления. Вакуумные системы создают среду низкого давления внутри технологических сепараторов или герметичных участков трубопровода, заставляя жидкую воду испаряться при температуре окружающей среды или при умеренном нагреве без высокотемпературного обжига.
Вакуумные насосы непрерывного действия постоянно отсасывают образующиеся водяные пары и неконденсируемую газовую смесь из замкнутого пространства, постепенно снижая остаточную влажность до достижения требуемого стандарта сухости природного газа или трубопроводов.
Подходящие типы вакуумных насосов для газовой промышленности
Условия эксплуатации природного газа содержат пары легких углеводородов, следы влаги и случайные капли примесей, что требует взрывозащищенного, паростойкого вакуумного оборудования. В этой области доминируют три типа насосов:
Взрывозащищенные жидкостно-кольцевые вакуумные насосы: лучший основной вариант, отличная устойчивость к водяному пару и смесям легких углеводородов, безопасная работа в среде легковоспламеняющегося природного газа, идеально подходит для непрерывной осушки и сушки трубопроводов большого диаметра.
Комбинированные вакуумные установки Roots + Liquid Ring: обеспечивают более глубокий предельный вакуум и более высокую скорость откачки, используются для глубокой сушки магистральных газопроводов на большие расстояния и осушки газа с низкой точкой росы, соответствующей высоким стандартам.
Безмасляные сухие вакуумные насосы: нулевой риск загрязнения маслом, применяются при переработке природного газа высокой чистоты и в газовых проектах со строгими экологическими требованиями.
Преимущества решений для вакуумной осушки и сушки трубопроводов
Обеспечьте более глубокий контроль точки росы, чем сушка горячим воздухом и частичное химическое обезвоживание, эффективно предотвращая образование гидратов.
Сокращение использования химических реагентов и затрат на последующую утилизацию отходов на газоперерабатывающих заводах.
Сократить цикл ввода в эксплуатацию строительства газопровода и ускорить график ввода природного газа.
Сократите долгосрочные затраты на техническое обслуживание трубопроводов от коррозии и продлите общий цикл обслуживания трубопроводов.
Компактная конструкция вакуумной системы, монтируемая на раме, экономит место для установки на газовых заводах и мобильных площадках строительства трубопроводов.
Распространенные эксплуатационные проблемы и советы по оптимизации вакуумной системы
Неоправданный эффект сушки, вызванный недостаточностью вакуума
Оптимизация: проверка герметичности фланцев трубопровода, модернизация комбинированной вакуумной системы Рутса с жидкостным кольцом для улучшения производительности откачки и стабильного уровня вакуума.
Водяной пар попадает в полость насоса, что приводит к снижению производительности.
Оптимизация: добавьте предварительный сепаратор газа и жидкости и фильтрующее оборудование перед входом в вакуумный насос для перехвата капель жидкости.
Высокое энергопотребление при нестабильной газовой нагрузке
Оптимизация: установите частотно-регулируемый привод с ЧРП для вакуумных установок, чтобы регулировать скорость откачки в зависимости от влажности в реальном времени и экономить энергопотребление.
Стандартное техническое обслуживание вакуумных систем природного газа
Ежедневно: проверяйте уровень шума при работе насоса, уровень уплотняющей жидкости, показания вакуума и состояние взрывозащищенной цепи.
Еженедельно: Очищайте входной фильтр и отстой в сепараторе, чтобы избежать засорения трубопровода.
Ежегодно: полный капитальный ремонт оборудования и калибровка производительности вакуума до наступления пикового сезона транспортировки газа.
Заключение
Вакуумная технология стала незаменимым экономичным решением для осушки природного газа и осушки трубопроводов на добывающих газовых месторождениях и в секторах транспортировки по трубопроводам среднего уровня. Правильно выбранные взрывозащищенные системы вакуумных насосов эффективно удаляют остаточную влагу, предотвращают закупорку гидратами и коррозию трубопроводов, а также значительно повышают безопасность транспортировки природного газа и экономические выгоды.
Индивидуальные вакуумные решения, монтируемые на салазках, помогают операторам природного газа оптимизировать технологический процесс обработки и снизить долгосрочные эксплуатационные расходы на газовых заводах и проектах трубопроводов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Может ли вакуумная сушка полностью заменить обезвоживание гликоля на крупных газовых заводах?
A1: Вакуумная дегидратация обычно используется как вспомогательный или комбинированный процесс; Крупномасштабные заводы по производству магистрального газа обычно сочетают предварительное обезвоживание гликоля и глубокое вакуумное обезвоживание, чтобы сбалансировать затраты и эффект сушки.
Вопрос 2: Какой вакуумный насос наиболее широко используется для сушки трубопроводов природного газа?
A2: Взрывозащищенные жидкостно-кольцевые вакуумные насосы являются наиболее популярным выбором; В длинных магистральных трубопроводах используются композитные вакуумные системы Roots + жидкостное кольцо для глубокой сушки.
Вопрос 3: Какие преимущества сушка вакуумного трубопровода приносит проектам по добыче природного газа?
A3: Он тщательно удаляет остатки строительной воды, предотвращает коррозию гидратов и внутренних труб, обеспечивает безопасную транспортировку природного газа на большие расстояния и снижает затраты на последующее техническое обслуживание.
В4: Подходит ли вакуумная сушка для отводных газопроводов малого диаметра?
A4: Да, компактные вакуумные насосные агрегаты малой производительности, смонтированные на раме, обеспечивают быструю сушку на отводных трубопроводах малого диаметра газораспределительных сетей.
