Вплив гідратоутворення на пропускну спроможність газопроводу. Стаття в журналі «Молодий ученый»
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
Утворення кристалогідратів у газопроводі відбувається при повному насиченні газу парами води при певному тиску та температурі. Кристаллогідрати – нестійкі сполуки вуглеводнів з водою. На вигляд вони схожі на спресований сніг. Гідрати, витягнуті з газопроводу, на повітрі швидко розпадаються на газ та воду.
Знаючи, за яких умов утворюються гідрати в газопроводі (склад газу, точка роси — температура, при якій конденсується волога, що міститься в газі, тиск і температура газу по трасі), можна вживати заходів для запобігання їх утворенню. У боротьбі з гідратами найрадикальнішим способом є осушення газу на головних спорудах газопроводу до точки роси, яка була б на 5–7°С нижчою від можливої найнижчої температури газу в газопроводі в зимовий період.
При недостатньому осушенні або за відсутності її для запобігання утворенню і руйнації гідратів, що утворилися, застосовуються інгібітори, що поглинають з газу частину водяної пари і роблять його нездатним до гідратоутворення при даному тиску. Відомі такі інгібітори, як метиловий спирт (метанол-СН3ОН), розчини етиленгліколю, діетиленгліколю, триетиленгліколю, хлористого кальцію. З наведених інгібіторів на магістральних газопроводах часто застосовують метанол.
Для руйнування гідратів, що утворилися, використовується метод зниження тиску на ділянці газопроводу до тиску, близького до атмосферного (не нижче надлишкового 200-500 Па). Гідратна пробка руйнується за час від 20-30 хв до кількох годин залежно від характеру та розміру пробки, температури ґрунту. На ділянці знегативною температурою ґрунту вода, що утворюється в результаті розкладання гідратів, може замерзнути, утворивши крижану пробку, ліквідувати яку набагато важче, ніж гідратну. Для прискорення руйнування пробки та запобігання утворенню льоду описаний спосіб застосовується попутно з разовою заливкою великої кількості метанолу.
Підвищені перепади тиску у газопроводі виявляються за показаннями манометрів, встановлених на кранах трасою газопроводу. За свідченнями манометрів будуються графіки падіння тиску. Якщо вимірювати тиск на ділянці довжиною / в один і той же час і значення квадратів абсолютного тиску завдати графіка з координатами р2 (МПа)-l (км), тоді всі точки повинні лягти на ту саму пряму (рис. 14). Відхилення від прямої на графіку показує ділянку з ненормальним перепадом тиску, де йде процес утворення гідратів.
Мал. 1. Графік визначення гідратів на магістральних газопроводах
При виявленні ненормального перепаду тиску в газопроводі зазвичай включають в роботу метанольну установку або за відсутності останньої виробляють одноразову заливку -метанолу через свічку, для чого приварюють кран до верхнього кінця свічки. При закритому нижньому крані через верхній кран у свічку заливається метанол. Потім верхній кран закривається, а нижній відкривається. Після того, як метанол стіче у газопровід, нижній кран закривається. Для заливки необхідної кількості метанолу цю операцію повторюють кілька разів.
Подача метанолу через метанольницю та одноразове заливання метанолу можуть не дати належного ефекту або, судячи з величини та швидкого зростання перепаду тиску, створюється загроза закупорки. Зазначеним способом заливають одночасно велику кількість метанолу і по ходу газу виробляють продування газом.Кількість метанолу, що заливається в ділянку газопроводу довжиною 20–25 км і діаметром 820 мм, становить 2–3 т. на кінці ділянки.
При більш тяжкому положенні після заливання метанолу ділянку газопроводу відключають, перекриваючи крани на обох кінцях, скидають газ через свічки на обох кінцях, знижуючи тиск майже до атмосферного (не нижче надлишкового 200-500 Па). Через деякий час, протягом якого гідратна пробка при відсутності тиску і під дією метанолу повинна зруйнуватися, відкривають кран на початку ділянки і продувку через свічку в кінці ділянки, щоб стронути пробку з місця. Ліквідація гідратної пробки із застосуванням продування небезпечна, тому що при раптовому руйнуванні її в газопроводі можуть виникнути великі швидкості потоку газу, що захоплює залишки зруйнованої пробки. Необхідно ретельно стежити за тиском на ділянці до та після пробки, щоб не допустити великого перепаду. При великому перепаді, що свідчить про перекриття значної частини перерізу труби, місце утворення пробки легко визначити за характерним шумом, що виникає при дроселюванні газу, що прослуховується з поверхні землі. При повній закупорці газопроводу шуму немає.
- Гольянов А. А. Аналіз методів виявлення витоків на трубопроводах. // Транспорт та зберігання нафтопродуктів. № 1011, 2002. - Стор. 5-14
- МакарівП. С. Гідродинамічний аналіз можливостей визначення місць малих витоків із трубопроводу шляхом уловлювання хвиль тиску. // Транспорт та зберігання нафтопродуктів. № 11, 2000. - Стор. 24-26 /
- Волський М. І., Галюк Ст Х., Гуменний Л. К. та ін.Питання міцності магістральних трубопроводів/Нафта. пром-ть. Сер. Трансп. та зберігання нафти та нафтопродуктів: Огляд, інформ. ВНДІОЕНГ. - М., 1994. - Вип. 10 (58). - 68 с.