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本站 2018-01-10
關鍵字：渦流管技術，冰堵，天然氣
油氣長輸管道作為國家能源大動脈，輸送石油、天然氣的同時，也消耗了大量能源以保證動力供給。僅以2010年中石油管道分公司為例，2010年累計消耗燃料綜合能耗達到52.4萬噸標準煤。
2000-2009年，中國天然氣消費量由245億立方米增至887億立方米，并呈加快增長態勢。未來20年中國仍處于工業化和鄉村化發展雙加速時期，為優化能源結構，實現減排目標，推動多種清潔能源加快發展，天然氣發展前景廣闊。隨同著天然氣需求激增，天然氣長輸管道的能耗也將大幅度提高。
天然氣是粘度比較低的氣態流體，從氣礦采出后，先經過脫水、脫硫、除塵等凈化流程，然后通過管道高壓運輸，再采用逐級降壓的方式將壓力降到平安范圍內，最后送達下游用戶。高壓天然氣在沿線分輸站場的減壓過程近似為一個絕熱膨脹的過程，通過輸氣站調壓設備減壓時，因“焦耳-湯姆森效應”導致溫度急劇降低，天然氣中含有的水蒸氣及因高壓形成的水化物在低溫下容易冷凝結冰，導致“冰堵”現象，這不但降低了天然氣的輸送效率，同時在天然氣分輸站場這產生了巨大的平安隱患，威脅著正常的平安生產。
輸氣站場還是將輸氣高壓管線和鄉村燃氣門站聯系起來的紐帶，近年來，隨著我國天然氣行業的蓬勃發展，高壓長輸天然氣管道里程逐年遞增，沿線分輸站場也急劇增多。輸氣站場接收來自高壓管線的天然氣，然后采用逐級降壓的方式將壓力降到鄉村燃氣門站可以承受的平安范圍內（一般情況下，壓降在2.5~4MPa左右）完成分輸任務。國范圍內，天然氣分輸調壓裝置以橇裝調壓裝置為主。橇裝調壓裝置主要有三部分組成：緊急切斷閥、先導式監控閥及先導式工作閥，一種三級調壓方式，但是對進站高壓氣體降壓主要是工作閥完成。通常我所說的冰堵”現象發生在工作閥的先導氣管里面。先導氣凍堵后，工作閥調節的壓力不可控，從而影響調壓正常進行。更為嚴重的情況是經工作閥降壓后，因前后壓差較大，焦耳-湯姆森效應”使得工作閥后的氣體發生冷凝結冰，導致下輸管線凍堵，這樣會形成憋壓。
以我國東北地區為例，輸氣站場的冰堵”現象每年都會繼續近半年時間，而且在每年的12月份到下一年的2月份，冰堵”現象非常嚴重，除了調壓設備出現“冰堵”現象外，經調壓后的氣體在下輸干線也發生了冰堵”現象。為了解決這一問題，需要采用外加熱方式或加劑輸送。外加熱防止“冰堵”需要消耗電能、燃氣等能源，還會形成電伴熱帶、保溫資料等耗材消耗。沈陽輸油氣分公司調研過程中，發現，僅沈陽末站在2011年冬季到2012年春季的5個多月時間里，外加熱最大單日耗電量達3000度，加劑輸送裝置及乙醇費用總計達55萬元左右，運行本錢巨大。
如前所述，保守的外加熱方式或加劑輸送方法技術幼稚，但具有能耗大、穩定性不好、維護繁瑣等缺點；渦流管加熱技術應用于天然氣管道系統是一種新方法，應用范圍小、配套成型也沒有保守方法那樣幼稚，但是具有不需消耗電、氣等能源、免維護及加熱效果好等優點。目前，這種渦流管加熱技術在德令哈、武漢西站及西寧南門站等輸氣站場已經得到應用，效果良好。
天然氣分輸站場，天然氣在調壓前后的壓差范圍在2-4MPa有的甚至高達5-6MPa壓縮氣體的壓力降低，會釋放出大量的能量，即“壓差能”而橇裝調壓裝置是利用閥內調壓彈簧給流經其中的氣體增加阻力，達到降壓的目的因此，氣體在降壓過程中的能量被橇裝調壓裝置“吸收”或者說“消耗”造成了大量壓差能的浪費渦流管的工作原理可以適用于天然氣的降壓，利用渦流管技術替代橇裝調壓裝置，能夠在氣體降壓過程中，從氣體中分離出熱能和冷能，采用適當的附屬設備可以將熱能或冷能收集利用，從而達到節能、降耗的目的。
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