CN108036193A - 一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道系统技术领域，提供了一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置及工艺。在天然气运输过程中，由于压力过大、温度过低，会生成水合物堵塞管道，导致生产停止，造成经济损失。因此，防止水合物堵塞管道成为维持管道正常运行的重要环节。为此，本发明提出了一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置，包括阀门、泵、流量计、燃料供应管道、自动点火装置、助燃气体供应管道、天然气管道、气体回路管道、一次加热模块、二次加热模块、水浴循环管路和自动控制装置。该装置可以在一定程度上减少海底天然气管道中水合物的生成。

Description

一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置及工艺
技术领域
本发明属于管道系统技术领域，具体涉及一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置及工艺。
背景技术
天然气是一种重要的能源，可以用来发电，提供热能，还可以当作发动机和汽车的供应能量，或者作为化工产品的原材料。但是，在使用前皆需要采用适当的储运方式把开采的天然气输送到用户所在的地区。天然气的储存和运输是天然气工业的重要组成部分，是实现天然气利用的重要前提。采用何种输送方式将开采出的天然气安全、连续地输送给工业企业，甚至是距离气源较远、大量用气的中心城市是天然气供应商需要谨慎考虑的重要问题。
目前，世界天然气产量的75％采用管道运输，由于海底温度过低特别是天然气通过阻力件时，气体压力升高、温度降低，导致运输天然气的管道中容易生成水合物堵塞管道，诱发安全事故，造成设备及经济损失，从而影响管道的安全运行。目前防止天然气运输管道中生成水合物堵塞管道的方法都存在一些不足，如大量防止水合物堵塞管道的方法只适用于陆地运输的天然气管道，浪费过多的热能，经济性差等，急需一种新型的防止海底水合物生成堵塞天然气管道的模块化水合物防堵装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置，通过对局部天然气回路管道加热，在一定程度上防止水合物堵塞管道。
本发明的技术方案：
一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置，包括阀门Ⅰ1、阀门Ⅱ3、阀门Ⅲ7、阀门Ⅴ12、阀门Ⅵ13、泵Ⅰ2、泵Ⅱ4、泵Ⅲ14、泵Ⅴ17、二次加热模块5、流量计Ⅰ6、流量计Ⅱ16、与天然气管道相连的燃料供应管道8、自动点火装置9、助燃气体供应管道10、天然气管道11、气体回路管道15、一次加热模块18、水浴循环管路19和自动控制装置20，阀门、泵、流量计均连接自动控制装置20，利用自动控制装置20实时监控目标区域温度，避免水合物生成；
在输气管道弯头处前5‐10m安装防堵装置，当弯头处温度传感器反馈的温度较低时，由自动控制装置20依次启动一次加热模块18和二次加热模块5；
所述的一次加热模块18包括水浴管路，二次加热模块5包括水浴管路和回路管道15，一次加热模块18和二次加热模块5的水浴管路一端通过水浴循环管路19相连通，另一端通过阀门Ⅲ7和泵Ⅴ17相连通，实现给二次加热模块5的气体回路管道15加热；二次加热模块5的气体回路管道15一端通过阀门Ⅰ1和泵Ⅰ2连接天然气管道11，另一端通过阀门Ⅴ12与天然气管道11相连；
与天然气管道相连的燃料供应管道8上设有阀门Ⅱ3、泵Ⅱ4和流量计Ⅰ6，其一端连接天然气管道11，另一端通入至一次加热模块18，水浴管路下部；助燃气体供应管道10上设有阀门Ⅵ13、泵Ⅲ14和流量计Ⅱ16，其一端连接助燃气体，另一端通入至一次加热模块18，水浴管路下部；自动点火装置9设置在一次加热模块18底部。
所述的一次加热模块18和二次加热模块5均采用回型的管路铺设方式，充分利用空间。
一种模块化海底天然气管道水合物防堵工艺，步骤如下：
首先，打开与天然气管道相连的燃料供应管道8上的阀门Ⅱ3、泵Ⅱ4和流量计Ⅰ6，使天然气管道11中的天然气进入一次加热模块18，根据需求控制进入一次加热模块18中天然气的量，然后关闭阀门Ⅱ3、泵Ⅱ4和流量计Ⅰ6；再打开助燃气体供应管道10上的阀门Ⅵ13、泵Ⅲ14及流量计Ⅱ16，根据需求控制进入一次加热模块18中助燃气体的量，然后关闭阀门Ⅵ13、泵Ⅲ14及流量计Ⅱ16；启动自动点火装置9，利用天然气燃烧产生的热量给水浴循环管路19加热；然后，打开阀门Ⅰ1、阀门Ⅴ12及泵Ⅰ2，使天然气进入气体回路管道15；最后，打开一次加热模块18与二次加热模块5之间的阀门Ⅲ7及泵Ⅴ17，利用水浴循环管路19为气体回路管道15提供热量，提高管道内运输天然气的温度；加热管道后将燃烧的废气通过助燃气体供应管道10排出。
一次加热模块18是利用天然气提供的热量为水浴循环管路19加热，可以有效避免点火装置爆炸造成经济损失；二次加热模块5是利用水浴循环管路19为气体回路管道15内天然气提供热量，以减少管道内水合物生成。
本发明的有益效果：本发明利用海底天然气管道内气体提供热量，配有两级加热模块，在降低管道内水合物生成风险的同时，有效的减小爆炸发生的概率，降低管道安全运营成本。装置操作及维护简单，反应原理可靠。该装置可以在一定程度上减少天然气管道中水合物的生成。
附图说明
图1为一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置示意图。
图中：1阀门Ⅰ；2泵Ⅰ；3阀门Ⅱ；4泵Ⅱ；5二次加热模块；6流量计Ⅰ；
7阀门Ⅲ；8与天然气管道相连的燃料供应管道；9自动点火装置；
10助燃气体供应管道；11天然气管道；12阀门Ⅴ；13阀门Ⅵ；14泵Ⅲ；
15气体回路管道；16流量计Ⅱ；17泵Ⅴ；18一次加热模块；
19水浴循环管路；20自动控制装置。
具体实施方式
下面结合附图及技术方案，对本发明专利作进一步详细的说明。
一种模块化海底天然气管道水合物防堵工艺，步骤如下：
首先，打开与天然气管道相连的燃料供应管道8上的阀门Ⅱ3、泵Ⅱ4和流量计Ⅰ6，使天然气管道11中的天然气进入一次加热模块18，根据需求控制进入一次加热模块18中天然气的量，然后关闭阀门Ⅱ3、泵Ⅱ4和流量计Ⅰ6；再打开助燃气体供应管道10上的阀门Ⅵ13、泵Ⅲ14及流量计Ⅱ16，根据需求控制进入一次加热模块18中助燃气体的量，然后关闭阀门Ⅵ13、泵Ⅲ14及流量计Ⅱ16；启动自动点火装置9，利用天然气燃烧产生的热量给水浴循环管路19加热；然后，打开阀门Ⅰ1、阀门Ⅴ12及泵Ⅰ2，使天然气进入气体回路管道15；最后，打开一次加热模块18与二次加热模块5之间的阀门Ⅲ7及泵Ⅴ17，利用水浴循环管路19为气体回路管道15提供热量，提高管道内运输天然气的温度；加热管道后将燃烧的废气通过助燃气体供应管道10排出。

Claims (3)

1.一种模块化海底天然气管道水合物防堵装置，其特征在于，所述的模块化海底天然气管道水合物防堵装置包括二次加热模块(5)、一次加热模块(18)、自动点火装置(9)、自动控制装置(20)、阀门、泵和流量计；阀门、泵、流量计均连接自动控制装置(20)，利用自动控制装置(20)实时监控目标区域温度，避免水合物生成；
在输气管道弯头处前5-10m安装防堵装置，当弯头处温度传感器反馈的温度较低时，由自动控制装置(20)依次启动一次加热模块(18)和二次加热模块(5)；
所述的一次加热模块(18)包括水浴管路，二次加热模块(5)包括水浴管路和气体回路管道(15)，一次加热模块(18)和二次加热模块(5)的水浴管路一端通过水浴循环管路(19)相连通，另一端通过阀门Ⅲ(7)和泵Ⅴ(17)相连通，实现给二次加热模块(5)的气体回路管道(15)加热；二次加热模块(5)的气体回路管道(15)一端通过阀门Ⅰ(1)和泵Ⅰ(2)连接天然气管道(11)，另一端通过阀门Ⅴ(12)与天然气管道(11)相连；
与天然气管道相连的燃料供应管道(8)上设有阀门Ⅱ(3)、泵Ⅱ(4)和流量计Ⅰ(6)，其一端连接天然气管道(11)，另一端通入至一次加热模块(18)、水浴管路下部；助燃气体供应管道(10)上设有阀门Ⅵ(13)、泵Ⅲ(14)和流量计Ⅱ(16)，其一端连接助燃气体，另一端通入至一次加热模块(18)、水浴管路下部；自动点火装置(9)设置在一次加热模块(18)底部。
2.根据权利要求1所述的模块化海底天然气管道水合物防堵装置，其特征在于，所述的一次加热模块(18)和二次加热模块(5)均采用回型的管路铺设方式，充分利用空间。
3.一种模块化海底天然气管道水合物防堵工艺，其特征在于，步骤如下：
首先，打开与天然气管道相连的燃料供应管道(8)上的阀门Ⅱ(3)、泵Ⅱ(4)和流量计Ⅰ(6)，使天然气管道(11)中的天然气进入一次加热模块(18)，根据需求控制进入一次加热模块(18)中天然气的量，然后关闭阀门Ⅱ(3)、泵Ⅱ(4)和流量计Ⅰ(6)；再打开助燃气体供应管道(10)上的阀门Ⅵ(13)、泵Ⅲ(14)及流量计Ⅱ(16)，根据需求控制进入一次加热模块(18)中助燃气体的量，然后关闭阀门Ⅵ(13)、泵Ⅲ(14)及流量计Ⅱ(16)；启动自动点火装置(9)，利用天然气燃烧产生的热量给水浴循环管路(19)加热；然后，打开阀门Ⅰ(1)、阀门Ⅴ(12)及泵Ⅰ(2)，使天然气进入气体回路管道(15)；最后，打开一次加热模块(18)与二次加热模块(5)之间的阀门Ⅲ(7)及泵Ⅴ(17)，利用水浴循环管路(19)为气体回路管道(15)提供热量，提高管道内运输天然气的温度；加热管道后将燃烧的废气通过助燃气体供应管道(10)排出。
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