高压天然气管道内粉尘在线检测系统性能分析

在管道内含粉尘较低情况下,高压天然气管道内粉尘离线检测装置取样时间长,给管输站场造成安全隐患;离线装置检测的样品需后期分析才可得出数据,不能及时反映管道中含粉尘情况的变化。为此,研制了高压天然气管道内粉尘在线检测系统。该系统可在很短的时间内完成数据检测,缩短了在易燃易爆工作环境中的操作时间,提高了粉尘检测的安全性。系统能更及时更准确地反映管道内粉尘浓度和粒度分布的变化,同时对过滤分离设备高压工况下的性能做出客观评价。     

高压天然气管道内颗粒物在线检测结果校正方法

采用在线检测装置对天然气管道内颗粒物进行了实验测定,该装置可在操作压力12 MPa下无需减压装置直接对高压天然气内的颗粒物浓度和粒径分布进行检测. 在6.3 MPa压力下,对国内某天然气站管道内颗粒物的特性进行了检测,分析了影响在线测量结果的因素,以离线测量数据为基准,提出了修正方法,对在线测量所得粉尘颗粒物的粒径分布和浓度进行了修正,在线检测所测粒径范围由0.65~9.5 mm修正为0.55~7.2 mm. 修正前在线测量浓度为4.04 mg/m3,离线测量浓度为2.76 mg/m3,二者偏差约为46%,修正后在线检测平均浓度约为2.83 mg/m3,与离线测量浓度的偏差小于5%.     

天然气净化用多管旋风分离器的分离性能

为了系统评价天然气净化用多管旋风分离器的分离性能,在线测量了入口气速6~24 m/s、入口颗粒浓度30~2000 mg/m3范围内多管旋风分离器的分离效率和分级效率. 结果表明,多管旋风分离器的分离效率和分级效率都随入口气速和入口颗粒浓度增大而提高. 与单管旋风分离器相比,在相同实验条件下,多管旋风分离器的分离效率下降2%~15%;单管旋风分离器基本能除净粒径大于10 mm的颗粒,而多管旋风分离器只能去除15 mm以上的颗粒. 多管旋风分离器的压降主要是内部单管旋风分离器的压降,占整个压降的80%~90%.     

天然气净化用旋风分离器气液分离性能

为了系统评价天然气净化用旋风分离器在含液量低时的气液分离性能,利用滤膜采样称重法和Welas在线测量法测量了旋风分离器在入口气速8～24 m·s^-1、入口液体浓度0.1～2 g·m^-3时的分离效率和粒径分布;对比了相同入口浓度下旋风分离器气液分离性能和气固分离性能的异同。实验结果表明,在入口气速为8～24 m·s^-1、入口液体浓度为0.1～2 g·m^-3时,旋风分离器的气液分离效率随着入口气速和入口液体浓度的增加而增大,而出口粒径分布范围变化很小;与气固分离相比,在相同的入口气速和入口浓度下,旋风分离器的气液分离效率要高2%～6%;另外,气液分离时出口液滴粒径不大于4 μm,而气固分离时出口有大于10 μm固体颗粒存在。     

天然气用聚结过滤元件性能的测定与分析

为了评价目前天然气净化用滤芯气液分离性能,利用聚结型滤芯气液过滤性能的检测装置研究了滤芯的放置方式、滤芯的有效厚度及填充密度等相关因素对气液过滤性能的影响。结果表明：在相同条件下,滤芯垂直于地面放置比水平位置放置时排液较顺畅,气液过滤效果较好,并且压降至少降低25%;不同材质滤芯,随着滤芯厚度在6~32mm范围内增加,滤芯稳态压降增加,过滤器出口液滴浓度减小,过滤性能提高;滤芯的填充密度增加,滤芯压降增大,过滤器出口液滴浓度减小。     

乙烯工艺减粘塔气液分离性能研究

利用滤膜法和在线检测方法研究急冷油减粘塔的气液分离性能,分析入口气速、液滴质量浓度及液体粘度对分离效率的影响规律。结果表明,当入口气速为10～20m/s时,减粘塔的分离效率随入口气速的增大而升高;随着排气心管内径的增大,减粘塔的气液分离效率逐渐降低,但下降幅度不大;当入口液滴质量浓度为0.5～1.5g/m3时,随着液滴质量浓度的增加,减粘塔的分离效率逐渐升高;在不同入口液滴质量浓度和不同入口气速下,减粘塔出口的液滴粒径分布相似,粒径4μm以上液滴全部被除净。     

高压天然气管道内粉尘在线检测方法

针对高压天然气管道分输站场用过滤分离设备性能评价和设备选型的要求,利用小孔节流效应设计了适合高压管道取样用减压装置,在此基础上提出了高压天然气管道内粉尘在线检测方法。采用数值计算与现场试验相结合的方法,验证了粉尘在线检测方法,结果表明减压装置减压过程中无液滴析出、对粉尘浓度和粒度分布影响小,在线检测方法检测结果准确可靠。     

低压气井排水采气用喷射器的性能

目前传统排水采气工艺对于低压气井的适应性较差，为解决此问题，本工作提出了一种新型的喷射器复合排水采气工艺。通过采用高压气体作为驱动流体，防止二次污染，并通过与泡排组成复合工艺的方式解决效率低下的问题，其中喷射器技术是核心。采用数值模拟的方法，以引射比为性能指标，通过对喷射器气相内部流场流动特征进行分析，得到了喷射器的结构尺寸、运行工况对喷射器引射比的影响规律。结果表明，喷射器在引射过程中存在抽吸作用和剪切加速作用；剪切加速作用只能使引射流体最多被加速至音速；在壅塞工况下，喷射器运行表现主要由抽吸作用决定，增加喷嘴渐扩段锥度和面积比，能减缓壅塞工况。运行工况主要通过影响激波强度与喷射器运行状态影响喷射器运行表现，工作压力的增大和出口压力的下降均会提高引射比，但会导致壅塞状态的发生。壅塞工况下，引射比受工作压力影响且与出口压力无关。     

高压下多管旋风分离器压降模型

为了准确预测和计算天然气输气管线用旋风分离器的压降,在归纳常压下单管和多管旋风分离器的压降计算公式,以及现场测量高压下多管旋风分离器的压降基础上,建立了高压下多管旋风分离器的压降计算模型。利用实验验证压降模型的可靠性,实验结果表明,常压下单管、多管旋风分离器和高压下多管旋风分离器的压降计算模型都能准确地计算出对应旋风分离器的压降值,计算值与测量值之间的误差较小。因此,利用建立的高压下多管旋风分离器压降计算模型能够准确地计算出不同压力和温度下多管旋风分离器的压降值,从而为天然气用旋风分离器的选型提供技术支持。