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涡流管技术简介及应用前景分析 中国石油管道科技中心 2012 年 6 月 目 录 1. 概述 1 2. 涡流管技术简介 2 2.1 涡流管技术发展沿革2 2.2 涡流管工作原理3 2.3 涡流管技术的工业应用4 2.4 UVI涡流管技术简介5 3. 涡流管应用案例 6 3.1 单流涡流管应用案例6 3.1.1 德令哈分输站7 3.1.2 西宁南门站7 3.1.3 中山坦洲站8 3.1.4 单流涡流管调压技术9 3.1.5 单流涡流管应用中发现的问题12 3.2 双流涡流管 13 3.2.1 双流涡流管应用需要解决的问题13 3.2.2 双流涡流管调压17 3.2.3 辽宁天然气站应用案例19 3.2.4 川孝油气田井口案例22 4 天然气调压方式对比分析 26 4.1 橇式调压装置简介26 4.1.1 橇式调压器的组成27 4.1.2橇式调压的工作原理28 4.1.3 橇式调压器存在的问题29 4.1.4 涡流管技术调压方式29 4.2 安全性分析30 4.3技术对比分析30 4.4 经济性分析31 5 武汉东站应用涡流管调压的可行性分析 31 5.1 支撑条件分析31 5.2 示范应用的意义31 6 沈阳末站应用涡流管技术的可行性分析 32 6.1 支撑条件分析32 7 结论与建议 32 7.1 结论32 7.2 建议33 附件1 武汉西站涡流管加热器应用证明34 附件2 兰州输气分公司使用涡流管加热器应用证明35 附件3 RAFAEL公司使用涡流管技术调压应用证明36 涡流管技术调研报告 1. 概述 油气长输管道作为国家能源大动脉，在输送石油、天然气的同时，也消耗了 大量能源以保障动力供给。仅以2010年中石油管道分公司为例，2010年累计消耗 燃料综合能耗达到了52.4万吨标准煤。 2000-2009年，中国天然气消费量由245亿立方米增至887亿立方米，并呈加 快增长态势。未来20年中国仍处于工业化和城市化发展双加速时期，为优化能源 结构，实现减排目标，推动多种清洁能源加快发展，天然气发展前景广阔。伴随 着天然气需求激增，天然气长输管道的能耗也将大幅度提高。 天然气是粘度比较低的气态流体，从气矿采出后，先经过脱水、脱硫、除尘 等净化流程，然后通过管道高压运输，再采用逐级降压的方式将压力降到安全范 围内，最后送达下游用户。高压天然气在沿线分输站场的减压过程近似为一个绝 热膨胀的过程，在通过输气站调压设备减压时，因“焦耳-汤姆森效应”导致温 度急剧降低，天然气中含有的水蒸气及因高压形成的水化物在低温下容易冷凝结 冰，导致“冰堵”现象，这不但降低了天然气的输送效率，同时在天然气分输站 场这产生了巨大的安全隐患，威胁着正常的安全生产。 输气站场还是将输气高压管线和城市燃气门站联系起来的纽带，近年来，随 着我国天然气行业的蓬勃发展，高压长输天然气管道里程逐年递增，沿线分输站 场也急剧增多。输气站场接收来自高压管线的天然气，然后采用逐级降压的方式 将压力降到城市燃气门站可以承受的安全范围内（一般情况下，压降在2.5~4 MPa 左右），完成分输任务。在我国范围内，天然气分输调压装置以橇装调压装置为 主。橇装调压装置主要有三部分组成：紧急切断阀、先导式监控阀及先导式工作 阀，是一种三级调压方式，但是对进站高压气体降压主要是在工作阀完成。通常 我们所说的“冰堵”现象发生在工作阀的先导气管里面。先导气冻堵后，工作阀 调节的压力不可控，从而影响调压正常进行。更为严重的情况是，经工作阀降压 后，因前后压差较大，“焦耳-汤姆森效应”使得工作阀后的气体产生冷凝结冰， 导致下输管线冻堵，这样会形成憋压。 以我国东北地区为例，输气站场的“冰堵”现象每年都会持续近半年时间， 而且在每年的12月份到下一年的2月份，“冰堵”现象非常