無(wú)錫天然氣管網(wǎng)的加濕輸送技術(shù)與效果
作者：華潤(rùn)燃?xì)饨L(zhǎng)才 來(lái)源：上海燃?xì)?/a> 所屬分類：噴霧系統(tǒng)知識(shí)
摘要文章闡述了舊燃?xì)夤芫W(wǎng)改造時(shí)因天然氣與人工煤氣在組分、輸送材料方面的不同所導(dǎo)致的問(wèn)題, 說(shuō)明了天然氣加濕的技術(shù)工藝和加濕劑的作用。介紹了無(wú)錫在部分舊管網(wǎng)輸送天然氣時(shí)的加濕流程, 根據(jù)接頭泄漏數(shù)量的統(tǒng)計(jì), 說(shuō)明了天然氣加濕技術(shù)的有效性。
前言
隨著國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐和一大批天然氣項(xiàng)目的建成, 越來(lái)越多的城市開始轉(zhuǎn)入天然氣為主導(dǎo)氣源的供應(yīng)格局。我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)起步于鋼鐵工業(yè)大發(fā)展時(shí)期, 將煉焦副產(chǎn)品的煤氣作為城市燃?xì)獾闹饕獨(dú)庠础Ｓ捎谳斉錃獾膲毫Σ桓? 在輸送人工煤氣時(shí), 一般采用鑄鐵管敷設(shè)。鑄鐵管因耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、不需設(shè)置防腐蝕措施等優(yōu)點(diǎn), 在城市燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展的早期得到了廣泛的應(yīng)用。鑄鐵管的連接方式有承插式和機(jī)械接口兩種, 前者主要有油麻絲填料水泥和鉛密封兩種機(jī)械接口的密封材料則采用橡膠墊圈。由于人工燃?xì)饩哂幸欢ǖ暮瑵窳亢臀⒘康姆枷銦N成分, 對(duì)于承插式接頭, 麻絲遇濕會(huì)發(fā)生膨脹對(duì)于機(jī)械接頭, 橡膠圈吸收微量芳香烴使橡膠適度膨脹, 因此鑄鐵管所采用的連接方式能保證其在輸送人工燃?xì)獾倪^(guò)程中得到密封。天然氣與人工煤氣的一個(gè)主要差別, 在于前者是“ 絕干” 的, 不含水分或烴類, 而且輸配氣的壓力有所提高而后者則含有相當(dāng)比例的水分或烴類
物質(zhì)。因此, 對(duì)承插式接口的鑄鐵管道, 在輸送人工煤氣時(shí), 承插接口處的密封填料會(huì)從煤氣中吸收水分或烴類, 從而溶脹、保持系統(tǒng)的氣密性, 不會(huì)發(fā)生漏氣等事故。這些承插接口, 在轉(zhuǎn)換為輸送天然氣時(shí), 密封填料中的水分或烴類, 會(huì)逐步進(jìn)入到天然氣中, 其結(jié)果就是密封填料失去溶脹性, 直至最終完全失去密封作用、產(chǎn)生漏氣。從各地在進(jìn)行天然氣轉(zhuǎn)換期間所產(chǎn)生的問(wèn)題來(lái)看, 承插式接口在輸送天然氣時(shí)均會(huì)發(fā)生不同程度的泄漏, 產(chǎn)生安全問(wèn)題。更重要的是鑄鐵管的舊管網(wǎng)大部分集中在人口稠密、交通繁忙、商業(yè)繁榮的中心城區(qū), 泄漏帶來(lái)了大量的事故隱患, 同時(shí)泄漏也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于承插接口的鑄鐵管道在輸送天然氣時(shí)產(chǎn)生的泄漏問(wèn)題, 通常采用更換管道、加固接頭、天
然氣加濕、天然氣改質(zhì)為人工煤氣后輸送等方法予以解決。其中天然氣加濕技術(shù)具有施工量小、成本較低等優(yōu)點(diǎn), 己在國(guó)內(nèi)外的天然氣轉(zhuǎn)換工作中獲得了成功的應(yīng)用。
本文主要介紹在無(wú)錫市燃?xì)夤鹃_展的天然氣加濕輸送工程及其使用效果。天然氣加濕輸送技術(shù)加濕原理與效果加濕的實(shí)質(zhì)是還天然氣以人工煤氣的雜質(zhì)水、烴類等, 使之維持在與人工煤氣相當(dāng)?shù)乃�。加濕除了可以有效地降低泄漏�? 另外一個(gè)重要作用就是防止管道內(nèi)的飛灰。在輸送煤制氣時(shí), 由于水分和氧的存在, 管道內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生腐蝕, 鐵銹、焦油等會(huì)在管道中逐漸沉淀, 嚴(yán)重時(shí)其堆積高度可達(dá)管道直徑的75%。在有液態(tài)水時(shí), 任何松散的沉積物均為泥狀, 不會(huì)被氣流帶走。當(dāng)煤氣的濕度下降, 沉淀物會(huì)逐漸脫水, 在氣流速度較高時(shí), 細(xì)小的顆粒就會(huì)被煤氣夾帶前行。低碳鋼比鑄鐵易于腐蝕, 腐蝕后的產(chǎn)物通常粘性較差。
在含有腐蝕沉淀的管網(wǎng)中, 較大的氣流速度與較低的濕度會(huì)共同作用、引發(fā)粉塵飛揚(yáng)。當(dāng)氣流速度更大時(shí), 即使燃?xì)獾南鄬?duì)濕度為100%，也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的飛灰問(wèn)題, 并堆積于閥門、調(diào)壓器、儲(chǔ)配站設(shè)備及管道彎頭等處, 造成設(shè)備的損壞和管道阻塞, 影響管網(wǎng)的正常運(yùn)行。當(dāng)然, 加濕也有一定的缺點(diǎn)。與接頭加固、管道更換等機(jī)械處理方法不同的是, 加濕必須持續(xù)進(jìn)行。一旦天然氣中的含水量、含烴量下降, 密封填料就開始脫水。應(yīng)當(dāng)特別提醒注意的是加濕是一種“ 臨時(shí)性” 或“ 過(guò)渡性” 措施, 不可能代替管網(wǎng)的更新、改造。加濕的目的是將對(duì)氣源轉(zhuǎn)換適應(yīng)性差的管道部分之維修、更新工作延遲, 在任何時(shí)候這種調(diào)節(jié)方法都不能代替管網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)的更新和維修。
加濕劑
加濕劑是針對(duì)密封填料的不同而不同的, 可考慮的加濕劑有水、乙二醇、油類等。對(duì)于麻絲熔鉛密封填料的承插式接頭, 加水是比較有效的保持其膨脹水平的方法, 對(duì)于機(jī)械接頭的天然橡膠圈, 加油的效果比加水好。水對(duì)麻絲接頭的作用非常明顯, 特別是當(dāng)濕度大于時(shí), 水會(huì)通過(guò)麻絲材料的毛細(xì)作用、使其膨脹, 改善接頭的氣密性。水對(duì)麻絲發(fā)生作用的前提是麻絲處于纖維狀態(tài), 如果麻絲已暴露在干燥的氣流中很長(zhǎng)時(shí)間、不再呈纖維狀態(tài), 即使浸在水中也不會(huì)通過(guò)毛細(xì)作用而吸水。另外, 水對(duì)螺紋連接麻絲白漆的鋼制用戶管、立管也有很好的作用。但水對(duì)橡膠制品的作用很緩慢, 基本沒(méi)有作用。在日本和英國(guó)的加濕資料中都介紹了乙二醇, 其作用對(duì)象是麻絲, 對(duì)麻絲的膨脹作用比水好、持久性更強(qiáng)。英國(guó)還將乙二醇作為對(duì)接頭處理的一種有效方法在已知泄漏接頭的位置時(shí), 在距其最近的管道接入口噴入乙二醇, 可減少該接頭的泄漏。
加濕方法
有兩種加水的方法—向天然氣中噴注水蒸氣或直接噴霧。二者有一定的差別前者水蒸氣與天然氣比較好地混合在一起, 都呈氣相。直接噴霧是利用天然氣本身的壓力、或者利用其他的壓力霧化裝置, 將極細(xì)小的顆粒噴注到天然氣中。在這些細(xì)小的水顆粒隨天然氣流動(dòng)過(guò)程中, 從氣體中吸收熱量而蒸發(fā)為氣態(tài), 之后隨天然氣向前流動(dòng)。法國(guó)煤氣公司和英國(guó)煤氣公司都使用過(guò)利用水噴霧加濕的技術(shù)。根據(jù)法國(guó)煤氣公司的實(shí)驗(yàn)水噴霧到天然氣中, 在緊隨噴入點(diǎn)下游處, 溫度會(huì)下降9m,之后溫度又升高, 說(shuō)明至少有部分水被汽化在管網(wǎng)末端的天然氣濕度為80%-100%.水噴霧技術(shù)比水蒸汽加注更受到關(guān)注, 主要是因?yàn)槠洳僮魃陷^為安全、價(jià)格相對(duì)較低。按一般的霧化理論, 粒徑越小的水滴, 與氣體的接觸面積越大, 受熱越容易、蒸發(fā)越快, 加濕的效果越好。因此, 應(yīng)根據(jù)霧化后的粒徑來(lái)選用霧化噴頭。另外, 在加注水蒸氣的場(chǎng)合, 水中的雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入到管道內(nèi), 至多在加熱裝置內(nèi)產(chǎn)生一些水垢,象鍋爐中的水垢一樣。因此, 法國(guó)的加濕設(shè)備要求使用水質(zhì)較好的深井水或自來(lái)水, 有條件時(shí)可使用軟化水。英國(guó)煤氣公司的加濕機(jī), 則
專門配備了軟化水設(shè)備和備用的軟化水箱。在水噴霧的場(chǎng)合, 水中的固體雜質(zhì)一方面對(duì)噴頭造成磨損, 另一方面被凝結(jié)下來(lái)的水帶到回收水井, 之后隨回水泵返回到儲(chǔ)水箱, 這樣儲(chǔ)水箱中的雜質(zhì)就越來(lái)越多。需要每周排空一次。
從天然氣轉(zhuǎn)換前后泄漏的接頭數(shù)量統(tǒng)計(jì), 初步確定了加濕能夠緩解管網(wǎng)泄漏、延長(zhǎng)使用壽命的結(jié)論。當(dāng)然, 加濕是一項(xiàng)持續(xù)進(jìn)行的工作, 加濕效果的評(píng)價(jià)還有待于長(zhǎng)期的接頭檢測(cè)、氣質(zhì)取樣分析。
關(guān)鍵詞語(yǔ)：天然氣管路加濕系統(tǒng)
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