一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置的製作方法

2023-10-19 06:03:27

本實用新型涉及一種真空乾燥裝置，尤其是涉及一種用於對天然氣輸氣管道進行乾燥預處理的裝置。

背景技術：

目前，我國天然氣輸氣管道擁有數萬餘公裡以上的管線長度，每年仍然有上千公裡的新輸氣管道投入使用，新鋪設的輸氣管道經過壓力檢漏試驗後輸氣管道內部會存在一定量的游離水；輸氣管道內的游離水，不僅影響輸氣管道的輸氣能力，而且容易出現輸氣管道內水合物冰堵，還會導致供氣質量的下降，天然氣中的少量酸性氣體與水結合成酸性物質還會對管道內壁產生腐蝕，影響管道使用壽命。

天然氣輸氣管道的乾燥主要有二種方法，歐洲主要採用真空乾燥法，北美主要採用幹空氣或氮氣吹掃法。九十年代前我國天然氣應用範圍比較小，天然氣輸氣管道施工完畢後不做乾燥處理。九十年代開始隨著我們對天然氣質量要求的提高，通過學習國外施工方法，逐步採用幹空氣或氮氣吹掃乾燥法對天然氣輸氣管道進行乾燥。由於受到技術條件限制，國內天然氣輸氣管道乾燥設備全部從國外進口的。

真空乾燥法是利用水的費點隨壓力降低而降低的物理特性，在常溫條件下將管道內腔抽到一定真空，管道內的水逐步蒸發、汽化從而達到乾燥天然氣輸氣管道的目的。具體方法分二部，第一游離水的處理，利用大吸氣量的真空設備將天然氣輸氣管道進行抽氣，抽氣時的氣體快速流動可以將管道內的游離水抽向真空設備，在空氣和水進入真空機組前我們對氣水進行二級分離，這樣水就不會進入真空系統。第二是管道乾燥，游離水抽除以後管道內壁上還會有少量水氣，隨著真空設備將管道內抽真空度提高，管道內壓力降低到環境溫度對應的飽和水蒸氣壓力以下後，輸氣管道內的液態水在常溫下開始蒸發，輸氣管道內的水蒸氣被真空設備抽走，這樣就可以實現天然氣輸氣管道乾燥目的。

真空乾燥法與幹空氣或氮氣吹掃法比較，具有投入少、佔地小、成本低、效率高、可靠性好等優勢，而且相同長度和管徑的輸氣管道採用真空乾燥法可以縮短70％以上的乾燥時間，真空乾燥的費用不到原來設備的1/5。

由於天然氣輸氣管道分布在我國960萬平方公裡的各個地區，輸氣管道乾燥需要幾十或上百公裡分段進行，因此要求用於輸氣管道乾燥的設備具有機動性、靈活性和可操作性，並且要求乾燥設備不受地理環境、氣候因素的限制。

然而，如今國內外輸氣輸氣管道真空乾燥設備還處於研究和完善階段，德國某公司採用羅茨旋片真空機組對天然氣輸氣管道做真空乾燥處理；由於旋片真空泵是採用礦物機械油來潤滑冷卻真空泵的，輸氣輸氣管道內的水汽經過真空泵內部後就會溶解在真空泵油內，使旋片真空泵故障增加，另外採用普通羅茨真空泵也不能完全適合長期高壓差運行，普通羅茨泵的工作範圍很小，一臺羅茨真空泵必須配備4至6臺旋片真空泵進行預抽，這樣裝置就使得整套乾燥設備做得很大，運輸及野外布置都不靈活。如今國內使用的管道真空乾燥設備基本都是從德國引進的，儘管對輸氣管道乾燥質量比較好，由於技術原因德國設備採購投資費用大、使用成本較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種結構簡單、使用靈活且設備投資小、乾燥效率高、乾燥質量優的應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置，所述裝置包含有安裝於整體式底盤上的一級分離器、二級分離器、儲水罐和真空機組，所述裝置還包含有一連通至天然氣輸氣管道的進氣管，該進氣管內安裝有露點儀、壓力變送器和溫度計，所述進氣管經氣動主閥連通至一級分離器的進口，一級分離器的出口經二級分離器後連通至真空機組，所述一級分離器和二級分離器均為氣水分離裝置，所述一級分離器和二級分離器的底部排水口經氣動截止閥後連通至儲水罐。

本實用新型一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置，所述整體式底盤上還安裝有循環水冷卻系統，所述真空機組的冷卻液進出口與循環水冷卻系統的進出液口相連通。

本實用新型一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置，所述儲水罐上安裝有充氣閥和放空閥。

本實用新型一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置，所述整體式底盤上還安裝有小型空氣壓縮機機組。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型結構較簡單、只要提供適當的電力動力和一定的水量就可以滿足設備的穩定可靠運行；相比於如今國內天然氣輸氣管道乾燥主要採用的幹空氣或氮氣吹掃方式（而且常規方式下的設備為全進口，一套設備少則上百萬美金，並且運行費用很大），乾燥效果得到了極大的提高，且具有簡單、安全、省時、節能的優點；另外，本實用新型裝置既適合在沙漠山地缺水等惡劣環境的使用，也適合灘涂、溼地等沿海地區使用，尤其適用於對大口徑、長距離天然氣輸氣管道的乾燥作業，還適用於大口徑輸油管道、海底輸油管道的乾燥處理，因此其具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置的結構示意圖。

其中：

露點儀1、壓力變送器2、溫度計3、氣動主閥4、一級分離器5、二級分離器6、氣動截止閥7、儲水罐8、充氣閥9、放空閥10、真空機組11、小型空氣壓縮機機組12、循環水冷卻系統13、整體式底盤14、PLC集成控制系統15。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型涉及的一種應用於天然氣輸氣管道上的真空乾燥裝置，所述裝置包含有安裝於整體式底盤14上的一級分離器5、二級分離器6、儲水罐8和真空機組11，所述裝置還包含有一連通至天然氣輸氣管道的進氣管，該進氣管內安裝有露點儀1、壓力變送器2和溫度計3，所述進氣管經氣動主閥4連通至一級分離器5的進口，一級分離器5的出口經二級分離器6後連通至真空機組11，所述一級分離器5和二級分離器6均為氣水分離裝置，所述一級分離器5和二級分離器6的底部排水口經氣動截止閥7後連通至儲水罐8；

進一步的，所述整體式底盤14上還安裝有循環水冷卻系統13，所述真空機組11的冷卻液進出口與循環水冷卻系統13的進出液口相連通；用於對真空機組11的冷卻液進行冷卻降溫；其中，一級分離器5和二級分離器6是一種對乾燥設備具有自動保護功能的氣水分離裝置，由於天然氣輸氣管道內有大量水，一旦大量水進入真空機組11，會對真空機組11造成衝擊甚至損傷，一級分離器5和二級分離器6下部的儲水罐8可以將氣水有效分離並可以隨時在線自動排水；

進一步的，所述儲水罐8上安裝有充氣閥9和放空閥10；

進一步的，所述整體式底盤14上還安裝有小型空氣壓縮機機組12；壓縮機組12是為打開或關閉氣動閥門4提供氣源的，這樣可以實現閥門的自動控制，即使出現斷電情況閥門也會自動關閉，不會造成設備故障：如果不用壓縮機組12也可以使用手動或者電動閥門，但是手動或電動閥門反應比較慢，一旦有斷電等突發情況容易造成設備更大故障，因此全自動設備最佳方式為採用氣動閥門。

另外：需要注意的是，上述具體實施方式僅為本專利的一個優化方案，本領域的技術人員根據上述構思所做的任何改動或改進，均在本專利的保護範圍之內。