干空气干燥施工工艺探讨

天然气管道投产运行前必须对管道进行干燥作业,本文阐述了目前在我国广泛应用的干空气干燥方法,干空气干燥的施工设备,干空气干燥的工艺选择和工艺流程,以及提高干空气干燥施工速度的方法。

干空气吹扫干燥法在输气管道中的应用

除水干燥是提高输气质量、预防水合物形成的重要环节,也是输气管道水试压后应进行的重要工序。以涩宁兰输气管道9.5km水试压段采用干空气吹扫法进行的除水干燥试验为例,介绍了干空气吹扫干燥的过程。对管道除水效果及除水干燥中露点的变化进行了分析,结果表明,天然气管道应用干空气吹扫干燥法具有经济、工艺过程易控制等优点,适合在输气管道中推广应用。

一次江淮暴雨过程中干空气侵入的诊断分析

利用中尺度数值模式MM5(V3),对 2003年 7月 4日 20时至 5日 20时发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行模拟,并采用模式输出的具有较高分辨率和动力协调性的网格资料,就干空气侵入及其对暴雨过程的作用进行了诊断研究。结果表明,此次暴雨过程中有明显的干空气侵入,且干空气侵入对暴雨过程产生重要作用:干空气侵入将对流层高层高位涡带入低层,促进了对流层低层气旋及对流运动的发展,继而引起降水的增强。

干空气入侵对东北冷涡降水发展的影响

针对干空气入侵对东北冷涡降水发展的影响,应用WRF中尺度数值模式对2011年7月一次东北冷涡过程进行数值模拟研究。结果表明:干空气入侵对东北冷涡降水云系发展产生以下两方面的作用:一方面,密度较高的高层干冷空气下沉迫使干侵入前沿暖湿气流抬升,从而促进了东北冷涡降水发展;另一方面,下沉冷空气流向前推进"挤压"可导致冷空气前沿界面较为陡峭、层结不稳定,有助于云系垂直发展,降水主要集中于云系中部。

海底输气管道干空气干燥工艺技术

天然气管道的投产包括清管、测径、试压、干燥、惰性气体惰化以及引入天然气等过程。其中 ,对天然气管道的干燥处理是海底输气管道投产前的重要工艺环节。干空气干燥工艺是海上输气管道干燥处理最安全、环保的方法 ,工程上干空气干燥工艺通常分为干空气干燥和吸水两个过程。分析论述了干空气干燥海底输气管道的原理 ,发现此过程是一个不稳定的吸水过程 ;应用质量守恒原理和相平衡理论建立了海底输气管道干空气干燥机理模型和吸水机理模型 ,并利用东方 1— 1气田平台间海底输气管道干燥工程实例验证了上述机理模型 ;还利用建立的模型对东方 1- 1外输海底管道采用的干空气干燥工艺的干燥过程进行了应用分析 。

对流层中上层干空气对“碧利斯”台风暴雨的影响

利用2006年7月14—15日的NECP/NCAR全球1°×1°再分析、站点降水和探空资料,研究了对流层中上层干空气对"碧利斯"台风造成的湖南暴雨的影响。结果表明,暴雨发生前对流层中上层500～200hPa有大片相对湿度低的干区,暴雨发生后干区减弱消失。干区与不稳定能量之间有一定的对应关系。受东风气流影响,干区向偏西方向移动;较强的水汽垂直输送也有利于暴雨发生前雨区上空干空气的减弱。敏感性试验证明对流层中上层干空气对不稳定能量有一定的积累作用;在增强干空气相对湿度的情况下,干空气的减弱对降水量的减少有一定影响。

新建天然气管道干空气干燥分阶段仿真模型研究

干空气干燥法是目前使用最广泛的天然气管道干燥方法,也是新建天然气管道干燥的首选方法。但由于干空气干燥时管道中同时存在传热和传质过程,而管道干燥时间却主要是根据干空气的进气端和出气端的平均露点降来计算,不能分阶段确定干燥过程和吸水过程的除水能力,据此确定的管道干燥时间与实际数据偏差较大。为此,分析了干空气干燥过程中露点的变化规律,合理划分了干燥过程的干燥、吸水阶段。基于干燥机理建立了干燥阶段的一阶非线性偏微分模型,并采用有限差分法和弦切法进行了求解;基于吸水机理建立了吸水阶段双曲线型偏微分模型,根据其固定的边界条件和初始条件,采用分离变量法及辛普森数值积分方法求解,获得了干空气干燥法分阶段的真实干燥时间计算方法。双庙1井—杨柳垭输气管道干燥工程的实例应用表明,该方法计算的管道干燥时间结果符合现场实际情况,可较好地指导现场管道干燥作业。

长距离天然气管道干空气干燥技术及应用

阐述了长距离天然气管道干燥的必要性,介绍了目前国外天然气管道常用的干燥方法,建立了干空气干燥数学模型,分析了影响管道干燥效果的几个主要因素。针对忠武输气管道,详细介绍了干空气干燥技术及应用。

一次强沙尘暴过程中干空气侵入的数值模拟和诊断分析

利用非静力MM5模式对2004年3月26—28日主要发生在内蒙古中部偏北地区的强沙尘暴天气进行了数值模拟,并利用模式输出结果对这次过程进行了干空气侵入的诊断和分析。模拟和诊断分析结果表明,此次强沙尘暴过程中有明显的干空气侵入,这种干空气侵入将对流层高层高位涡带入低层,促进了对流层低层气旋及对流运动的发展,继而引起强沙尘暴的发生。

天然气管道干空气干燥研究

天然气管道的干燥处理是输气管道投产前的重要工艺环节。研究表明,最经济安全的干燥法为干空气干燥法,其过程为复杂的传热、传质。文中介绍干空气干燥工艺原理,并对其干燥和吸水过程,应用质量守恒原理、相平衡理论和费克定律,建立了天然气管道干燥机理模型、吸水机理模型及密闭稳定再干燥模型,编制了应用程序;利用双庙1井-杨柳垭天然气管道工程的干燥实例验证了模型的正确性;并应用程序对干燥各影响因素进行了分析,给出了各参数最优范围值,对现场施工提供了技术支持与参考。

干空气侵入对河南省2006年1月18-19日暴雪形成的作用

利用NCEP再分析资料和常规气象观测资料,分析了2006年1月18-19日发生在河南省的一次暴雪过程,结果表明,这次暴雪过程中存在干侵入现象。干侵入的发生发展对暴雪过程具有重要作用:干侵入沿相当位温密集带向下向北传播,引起对流层低层气旋性涡度发展,增强辐合上升运动,导致降水的增强;高层干冷空气向下注入,引起温度场扰动,在对流层中低层形成逆温层,有利于暴雪天气的发生;高空急流入口区北侧的下沉运动为对流层高层干空气和高位涡的下传提供了动力条件。

河南一次沙尘天气过程干空气侵入的数值模拟及诊断分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料对2006年4月11—13日发生在河南省的沙尘天气进行了中尺度数值模拟,并应用干空气侵入的理论对这次过程进行了诊断和分析。结果表明,此次沙尘天气过程中存在明显的干空气侵入,且干空气侵入对沙尘天气产生重要作用:高位涡、低湿空气沿等相当位温线密集带向南下滑,在对流层中低层引起位涡和温度扰动,造成强冷平流南下,使低槽东移加深、冷锋南压,触发不稳定大气,同时配合低层辐合、高层辐散叠置的流场,引发了河南省沙尘天气的发生、发展。

台风“尼伯特”和“莫兰蒂”造成的江西暴雨中干空气的影响对比分析

应用常规资料、FNL再分析资料,分析相似路径台风“尼伯特”和“莫兰蒂”对江西暴雨的影响,结果表明:1)“尼伯特”和“莫兰蒂”进入江西后降水落区差别较大,“尼伯特”降水主要位于赣南地区,以对流性降水为主;“莫兰蒂”降水主要集中于赣东北,以层状云稳定性降水为主。2)“尼伯特”和“莫兰蒂”环流形势类似,台风东、西、北三面都被高压控制,台风的北侧系统差异造成两个台风移速差异,“莫兰蒂”北侧有西风槽东移,使“莫兰蒂”的移速较“尼伯特”更快。3)干空气对不稳定能量积累起重要作用,相较于“莫兰蒂”,“尼伯特”过程中江西上空有较为深厚的干空气,更利于不稳定能量积累,造成降水性质差异。4)两个台风期间高、低层干空气的差异是造成降水位置差异的主要原因。“尼伯特”期间台风西侧高层干侵入不明显,而在“莫兰蒂”期间台风西侧干侵入明显,利于江西东北部降水,而抑制江西西部南部降水;对流层低层,“尼伯特”影响期间,干空气控制台风北侧和西南侧环流,切断其西南部的水汽输送;而在“莫兰蒂”影响过程中,台风中心北、西、南侧均受干空气影响,水汽输送通道更为不通畅。

采用干空气干燥长输气管道的施工技术

针对输气管道试运投产的要求,论述了管道干燥的必要性以及采用干空气干燥的基本方法和影响因数,详细介绍了干空气干燥的工艺流程和设备要求。同其他干燥方法相比,该方法具有无污染、干燥速度快、施工设备简单等优点,对于输气管道的干燥作业具有较强的现实意义。

靖边—上海输气管道干空气通球扫线实践

以西气东输东段(靖边—上海)管道为例,介绍了该输气管道在试运投产前进行的干空气通球扫线过程中的主要技术控制指标、清管器类型的选取及其相关参数的确定方法,分析了在通球扫线中发生的清管器卡阻故障原因,提出了相应的解决方法。结合管道干空气通球扫线的实际经验,指出了管道试运投产前,采用干空气通球扫线时应注意的问题。

天然气长输管道干空气干燥技术

天然气管道干燥是继管道试压后一个重要施工步骤,管道内液态水和水蒸气将危害管道运行,对比管道干燥方法特点,分析干空气干燥工艺及作业流程,优化干空气干燥技术方法,为保证管道长期、安全、稳定运行提供重要保证。

输气管道干空气干燥影响因素研究

干燥作为输气管道投产试运行过程中的重要工艺环节,是一个复杂的传热、传质过程。针对输气管道的干燥环节,通过对比,优选出安全高效的干燥法——干空气干燥法。介绍了干空气干燥的工艺原理;建立了机理模型,并编制了应用程序;通过实例对模型进行了验证,并对影响干燥的干空气流量、干空气露点、环境温度、干空气流速及水膜厚度等因素,进行了单因素分析,给出了最优范围值,对干燥方案优化具有一定的参考价值。

天然气管道干空气干燥技术模拟

商品天然气输送中,输气管道入口处天然气中的水汽含量被控制到能使天然气在最高输送压力下的露点温度低于它在输送中可能达到的最低温度。但输气管道投产前存在于管道内壁和管道低洼处的液态水对天然气有增湿作用,导致天然气露点在输气管道投产初期不能满足管输要求。为此,投产前需要对天然气管道进行干燥处理。干空气干燥天然气管道是一个复杂的传热、传质过程。基于质量守恒定律、相平衡原理和费克定律,提出干燥过程以及随后封闭过程的机理模型。运用隐式差分法求干燥模型的数值解和分离变量法求封闭过程的解析解。在此基础上编制了反映干空气流动过程中的吸水和液态水平衡蒸发过程的应用程序。利用西气东输管线的干燥实例验证了模型的正确性,并提出了建议。

西北地区使用干空气能的蒸发冷却辐射供冷系统应用分析

介绍了蒸发冷却技术和辐射供冷的特点,根据西北地区独特的干热气候条件,提出使用干空气能的蒸发冷却辐射供冷系统,并对该复合系统的特点、应用前景及存在问题进行了分析。

基于流-固耦合传热的热气防冰系统干空气飞行蒙皮温度场计算研究

以机翼热气防冰系统为研究对象,建立了包含热气防冰系统防冰腔内外流场对流换热和固体结构导热的三维稳态流-固耦合传热物理模型,对整个计算区域生成混合网格,边界条件为第三类边界条件,采用计算流体力学方法以FLUENT软件为工具,对干空气飞行状态下流-固耦合传热模型进行了求解,获得防冰腔蒙皮内外表面对流换热系数分布和温度场结果,并对计算结果进行了分析。结果表明:防冰腔铝合金蒙皮沿展向和厚度方向导热显著,温度分布较均匀,防冰引气温度为200℃时,防冰腔蒙皮内外表面上最高温度为101℃,最低温度为21℃,3mm厚的蒙皮同一点处内外表面最大温差仅为4℃,防冰腔排气口处气体的平均温度为63℃。热气防冰系统蒙皮温度场计算方法和计算结果,能够为热气防冰系统干空气飞行试验设计和测试中温度传感器的选型与布置提供依据。