输气站场调压后加热方式研究

李旺 杨程博

Study on Heating Method of Gas Transmission Station after Pressure Adjustment

摘要：長输天然气管道在向下游用户分输时，需要将输送压力降低，通常降压幅度为3-6MPa，由焦耳—汤姆森效应可知，在此过程中将产生大幅度的温度降低，降温幅度约5℃/MPa。这有可能造成调压后的天然气温度极易降低至水露点下，产生水合物并有可能导致管道堵塞[1，2]。本文调研了现有的长输天然气管道加热保温方法，并对各种方法的优缺点进行了对比研究分析。

Abstract： Long-distance natural gas pipelines need to reduce the transmission pressure when its transmission to the downstream users. Usually， the pressure reduction amplitude is 3-6 MPa. It is known from the Joule-Thomson effect that a large temperature drop will occur in this process and the cooling rate is about 5°C/MPa， which may cause that natural gas temperature can be easily fall to the dew point of the water after pressure regulation， so that generating hydrates and possibly causing pipeline blockage[1，2]. This paper investigates the existing method of heating and heat preservation for long-distance natural gas pipelines， and compares the advantages and disadvantages of various methods.

关键词：长输天然气管道；加热保温方法；优缺点

Key words： long-distance natural gas pipeline；heating and insulation method；advantages and disadvantages

中图分类号：TE974 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0175-03

1 加热法

加热法是预防分输天然气冰堵的最好办法之一，其具体做法是将调压前的天然气通过加热炉或电加热器加热到一定温度，确保调压后温度高于水露点。加热法虽然耗能较高，却是最为稳妥、有效的方法。

2 涡流管加热法

涡流管，又称兰克-赫尔胥管，是一种结构简单的能量分离装置。自1931年研发面世以来，通过不断改进，其制冷、制热、抽真空、分离等多种功能趋于完善，已在很多行业中得到了应用。在输气领域，西气东输武汉西站采用双通道涡流加热器来取代电加热器用以加热引压管。该双通道涡流加热器设计的使用压力为6.9MPa，试验压力为10.3MPa，加热功率随上下游压比的变化而变化。但是由于能量的守恒性，涡流管加热法其只能用于加热引压管路和指挥器。

3 加醇法

向管道内加热甲醇、乙二醇等水合物抑制剂，阻止水合物的生成[2]。

4 利用压缩机出口热天然气冲刷

改造天然气站场线路走向，将压缩机出口的高温高压天然气管线引入至调压前，通过高温天然气来对已经冰堵的管道进行升温，达到解堵的目的，但是此种方法改造工程量大，且只能应急时候使用，经济效果差。

5 在调压后的主管路上增加伴热带

为了防止指挥器和引压管堵塞，经常使用加装伴热带对其进行保温，良好的效果。那如果在主管路上加热伴热带，结果会如何？下面以某站为例来说明。

8 总结

①从第5部分的计算结果可见，在调压后长度为30m的管线上，加装恒定温度为80℃的伴热带，才能让气体温度升高4.56℃。而在实际的过程中，保温带外部保温层不可能是绝热的；且本计算忽略了保温层与管道外部油漆之间的接触热阻和管道外侧的油漆热阻，实际升温应远远小于4.56℃。

②从第5部分的计算结果可见，依靠管道外壁与外界大气换热，此种情况下的总传热系数比加装保温带时的导热系数更小，而环境温度也要小于保温带温度，所以换热效果要比加装保温带的效果还要差。

参考文献：

[1]朱彤，严磊，吴家正，孙永康，郑克敏.燃气管道温度场的分析与计[J].煤气与热力，2004，24（1）：5-8.

[2]吴锡合，张德庆，张争伟.天然气长输管道冰堵的防治与应急处理[J].油气储运，2012，31（4）：292-294.

[3]章熙民，任泽霈，梅飞鸣.传热学[M].三版.北京：中国建筑工业出版社，1993.