高海豐

(中海油江蘇天然氣有限責(zé)任公司,江蘇 鹽城 224500)

天然氣的廣泛應(yīng)用,促使氣管線的安全運(yùn)營問題越來越受到關(guān)注。其中,天然氣管道結(jié)冰,是影響管道安全運(yùn)營的主要因素之一。傳統(tǒng)的除冰方法需要停止輸氣并加熱管道,造成生產(chǎn)和供氣中斷,嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為此,開展在線天然氣管線除冰裝置技術(shù)原理及其應(yīng)用研究具有重要意義。希望通過本文的闡述,能夠進(jìn)一步推廣在線天然氣管線除冰技術(shù),促進(jìn)管道行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 天然氣管線安全運(yùn)行的重要性

天然氣管線是將天然氣從產(chǎn)地輸送到使用地的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其安全運(yùn)行,對于保障國家能源供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。第一,天然氣管線事故可能會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。天然氣是一種易燃易爆氣體,如果管線出現(xiàn)泄漏或爆炸等意外情況,將會(huì)對周圍的居民和建筑物造成巨大危害,甚至引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重后果。第二,天然氣管線的安全運(yùn)行,直接關(guān)系到國家能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。天然氣是現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)中重要的能源之一,其需求量越來越大。如果天然氣管線出現(xiàn)事故導(dǎo)致供應(yīng)中斷,將會(huì)給國家能源供應(yīng)帶來極大影響,甚至威脅到國家能源安全。第三,天然氣管線的安全運(yùn)行還涉及環(huán)境保護(hù)問題。天然氣是一種清潔能源,相比于煤炭和石油等傳統(tǒng)能源更加環(huán)保,但如果管線泄漏,則可能會(huì)對周圍的自然環(huán)境造成污染和破壞[1]。

2 在線天然氣管線除冰裝置技術(shù)的創(chuàng)造性及先進(jìn)性

研究設(shè)計(jì)的一款針對在線天然氣管線維修除冰的裝置,在解決這一難題方面做出了突出的成就,通過設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)特的裝置,能夠在不停輸管線及其附屬設(shè)備上進(jìn)行除冰操作,并且可以在防爆區(qū)域內(nèi)工作,有效保障天然氣管線運(yùn)行安全,降低帶病運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)采用的是高質(zhì)量的不銹鋼材質(zhì)管線,這種材料具有耐腐蝕和高溫等特性,非常適合用于沿海地區(qū)LNG接收站以及區(qū)域管線的需要。此外,此裝置還能夠根據(jù)冰層厚度情況,進(jìn)行吹掃氣源技術(shù)要求的調(diào)節(jié),例如吹掃壓力和溫度等參數(shù)。這些優(yōu)秀的特性使得裝置,能夠有效應(yīng)對在線天然氣管線維修除冰的需求,確保管線的正常運(yùn)行。除此之外,本裝置還使用了先進(jìn)的科技手段,來保證裝置的穩(wěn)定性和可靠性。此裝置不僅能夠精準(zhǔn)控制氣體流量和壓力,從而實(shí)現(xiàn)快速而精確的除冰操作。同時(shí),還針對不同運(yùn)行需求開發(fā)了多種使用模式,能夠滿足不同場合的需要。

3 在線天然氣管線除冰裝置技術(shù)原理

為了滿足生產(chǎn)需要,需要設(shè)計(jì)并制造直徑為480 mm的閥門防爆除冰裝置。該裝置包括五個(gè)部分:供電、加熱、供氣、吹掃和支撐。設(shè)計(jì)需要考慮管線及維修附屬設(shè)施,并確保現(xiàn)場不會(huì)產(chǎn)生易燃易爆物質(zhì),以確保生產(chǎn)環(huán)境的安全。在制造過程中,需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作,以確保防爆除冰裝置能夠完全滿足生產(chǎn)需要(如圖1所示)[1]。

圖1 組成裝置圖

3.1 供氣裝置

這個(gè)供氣裝置由一個(gè)直徑為25 mm,壁厚5 mm的不銹鋼管作為主管路,其上方安裝了可調(diào)節(jié)氣體流量的閥門。高溫氮?dú)獗挥米鳉庠?并且其壓力在0.8～1.0 MPa之間。由于系統(tǒng)使用不銹鋼材料和高壓氮?dú)?必須確保系統(tǒng)有足夠的耐壓性和穩(wěn)定性。因此,在安裝和使用過程中,必須遵循相關(guān)安全規(guī)范,以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行并防止任何事故發(fā)生。

3.2 吹掃裝置

吹掃裝置是一種專門設(shè)計(jì)用于清洗管道內(nèi)部的設(shè)備,其結(jié)構(gòu)是根據(jù)管徑而設(shè)計(jì)的。該裝置采用直徑為580 mm的圓弧形狀,并均勻分布了氮?dú)鈬婎^,每隔150 mm就設(shè)置一個(gè)噴頭。噴頭的位置和數(shù)量是經(jīng)過計(jì)算和確定的,以確保其覆蓋范圍和清潔效果最佳。整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)和制造,都充分考慮了管道內(nèi)的復(fù)雜情況,可以有效地清潔管道內(nèi)的污垢和異物,提高管道的運(yùn)行效率和安全性。

3.3 支撐裝置

支撐裝置是為了滿足管線和相關(guān)設(shè)施的設(shè)計(jì)要求而制作的框架結(jié)構(gòu),主要用于確保吹掃裝置的穩(wěn)定性和可移動(dòng)性,并且可以根據(jù)具體需求進(jìn)行定制制作。制作過程包括選擇適合的材料、制作支撐結(jié)構(gòu)和安裝支撐部件等環(huán)節(jié)。通過支撐裝置的使用,不僅可以有效提高吹掃裝置的工作效率和準(zhǔn)確性,還可以降低相關(guān)設(shè)備的損壞風(fēng)險(xiǎn),從而提高生產(chǎn)效益[3]。

3.4 性能指標(biāo)及制作具體流程

這個(gè)裝置具備持續(xù)供氣和吹掃的能力,可以同時(shí)滿足在線維修、改造、保養(yǎng)和保冷方面的需求。它可以根據(jù)管線和設(shè)施的需要,在整體或局部范圍內(nèi)自由調(diào)整吹掃位置,無任何限制。此外,該裝置還能夠在天然氣在線運(yùn)行狀態(tài)下,進(jìn)行施工,節(jié)約大量人力資源和物力資源,同時(shí)降低了維護(hù)成本。該裝置可持續(xù)供氣,并且可以進(jìn)行吹掃操作,以確保管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。使用該裝置可以極大地提高工作效率,減少停機(jī)時(shí)間,并且減少了風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。該裝置不僅可以在整體范圍內(nèi)進(jìn)行吹掃操作,還可以在局部范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)不同設(shè)施和管道的需求。這種靈活性非常有用,可以幫助用戶,更好地控制管道系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)。此外,該裝置還可以在天然氣在線運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行施工,無需停機(jī)或關(guān)閉系統(tǒng),進(jìn)一步提高了工作效率,降低了操作成本[4]。因此,該裝置是一種非常實(shí)用的裝備,可以在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮巨大作用,具體的制作流程如圖2所示。

圖2 制作流程圖

根據(jù)施工方案,制作吹掃裝置需要合理安排資源、選定適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和材料,并組織人員進(jìn)行具體的施工工作。在制作過程中,技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的組裝和調(diào)試。在現(xiàn)場應(yīng)用該裝置時(shí),技術(shù)人員需要記錄統(tǒng)計(jì)時(shí)間,并確保裝置的使用效果。使用該裝置能夠快速有效地清除閥門表面的冰霜,同時(shí)為閥門保冷作業(yè)預(yù)留足夠的施工時(shí)間,從而提高在線管線及其附屬設(shè)備的運(yùn)行安全性。制作吹掃裝置需要選擇合適的材料和設(shè)備,包括風(fēng)機(jī)、電機(jī)、傳動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)等。組裝時(shí)需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行,確保每個(gè)部件的尺寸、位置都符合要求。調(diào)試時(shí),需要測試各項(xiàng)功能是否正常,確保裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)場使用該裝置時(shí),需要將裝置放置于閥門所在位置,并打開風(fēng)機(jī)開關(guān),使空氣流入裝置內(nèi)部產(chǎn)生高速流動(dòng),從而將閥門表面的冰霜快速清除干凈。同時(shí),需要記錄操作時(shí)間和效果,并進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)。

4 在線天然氣管線除冰裝置的應(yīng)用研究

4.1 技術(shù)成熟程度

這個(gè)裝置具備在易燃易爆環(huán)境下使用的能力,同時(shí)擁有高水平的技術(shù)。其管道和相關(guān)設(shè)施的吹掃工藝經(jīng)過優(yōu)化,可以提高使用效率。此外,合理完善氣源、固定裝置等配套資源,充分挖掘設(shè)備設(shè)施的合理使用方式,也是該裝置的特點(diǎn)之一。該裝置具有長時(shí)間的使用壽命,并且維護(hù)維修成本非常低。針對易燃易爆場所的需求,該裝置采用了特殊材料和技術(shù),確保了安全性和穩(wěn)定性。該裝置還進(jìn)行了多項(xiàng)安全測試和驗(yàn)證,以確保其在使用過程中,不會(huì)出現(xiàn)任何故障或意外情況。為了提升使用效率,該裝置優(yōu)化了管道和相關(guān)設(shè)施的吹掃工藝,有效地減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。同時(shí),配備了合理的氣源和固定裝置等配套資源,可根據(jù)不同的使用情景實(shí)現(xiàn)靈活配置。這些措施不僅提高了設(shè)備的整體性能,還極大降低了使用成本,使得該裝置在市場上具有很高的競爭力。

除了以上優(yōu)勢,該裝置還具有長時(shí)間的使用壽命和低維護(hù)維修成本。其材料和技術(shù)質(zhì)量保證了設(shè)備能夠持久穩(wěn)定地運(yùn)行,減少了更換和維修的頻率和費(fèi)用?？紤]到這些因素,該裝置是一個(gè)非常可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇,適合在易燃易爆場所進(jìn)行使用[5]。

4.2 適用范圍及安全性

這種除冰裝置可以廣泛用于接收站、戰(zhàn)場閥室和附屬管道的在線維護(hù)和維修,以滿足其日常需求。這種設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生電火花或易燃易爆物質(zhì),并且對天然氣管線的運(yùn)行,不會(huì)產(chǎn)生任何影響,因此非常安全可靠。雖然市場上有類似的除冰裝置,但由于無法進(jìn)行尺寸定制,使用不當(dāng)或選擇不合適的型號可能會(huì)導(dǎo)致施工失敗,從而使在線設(shè)備無法正常運(yùn)行。

與其他除冰設(shè)備相比,這種裝置能夠在防爆環(huán)境下安全工作,不存在電火花或易燃易爆物質(zhì)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。此外,根據(jù)現(xiàn)場情況可以適當(dāng)調(diào)整吹掃氮?dú)獾牧髁?以縮短除冰時(shí)間,并為后續(xù)作業(yè)提供時(shí)間保障。

4.3 具體應(yīng)用情況

該裝置是專門設(shè)計(jì)用于在線液化天然氣管線和相關(guān)設(shè)施的日常維護(hù)、緊急修理和升級改造工作。其主要功能包括吹掃、保養(yǎng)和保冷處理等。在進(jìn)行施工時(shí),可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整吹掃設(shè)備數(shù)量、氣體溫度和壓力等參數(shù),以確保施工順利進(jìn)行。此外,該裝置還能夠?qū)艿肋M(jìn)行保養(yǎng)和保冷處理,以確保管道和附屬設(shè)施的正常運(yùn)行。為了保障施工安全,使用該裝置時(shí)需要注意安全措施,并遵循操作規(guī)程。其中需要特別注意的是,操作人員必須接受專業(yè)培訓(xùn),具備相關(guān)技能和經(jīng)驗(yàn),并嚴(yán)格遵守相關(guān)的安全規(guī)定和操作指南。同時(shí),還需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面安全檢查,排除潛在的安全風(fēng)險(xiǎn),確保施工過程中的安全性。在實(shí)際應(yīng)用中,該裝置可以提高施工效率和質(zhì)量,減少設(shè)備故障和停工時(shí)間,降低成本和風(fēng)險(xiǎn),以下以480 mm閥門保冷施工為例,分析裝置成本和經(jīng)濟(jì)效益(如下表1所示)。因此,它在液化天然氣行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景[6]。

表1 裝置成本及經(jīng)濟(jì)效益分析(480 mm閥門保冷施工)

5 結(jié)束語

在線天然氣管線除冰技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以保證管道的正常運(yùn)行,也可以減少對環(huán)境造成的負(fù)面影響。隨著天然氣的廣泛運(yùn)用,天然氣管線的安全和穩(wěn)定運(yùn)行成為重要問題。其中,冬季低溫天氣可能會(huì)導(dǎo)致天然氣管線結(jié)冰,影響管線的正常運(yùn)行。因此,研究和應(yīng)用在線天然氣管線除冰裝置技術(shù)具有重要意義。未來,隨著科技的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,相信在線天然氣管線除冰技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。