[发明专利]一种含硫天然气管道硫沉积实验装置

说明书

本发明涉及一种含硫天然气管道硫沉积实验装置，包括储气系统、环道系统和溶硫剂加注系统，所述储气系统和溶硫剂加注系统安装在环道系统上。所述环道系统包括拆卸式管段，拆卸式管段为可拆卸结构方便实验，实验结束后可以通过固定装置进行固定，加热融化硫沉积物。本发明可以分析特定时间、温度、压力、流速、管壁表面粗糙度等变量对硫沉积规律的影响，同时可以研究不同类型溶硫剂对硫沉积物的清除效果，可以很好的模拟并分析真实高含硫天然气管线中的硫沉积规律。

技术领域

本发明属于管输天然气技术领域，特别是涉及一种含硫天然气管道硫沉积实验装置。

背景技术

我国高含硫气田储量大、分布广，如元坝气田、普光气田等，其中，普光气田的H₂S平均含量15.16%，含硫天然气开采过程中集输系统的硫沉积问题日益突出。高含硫天然气输送过程中受压力、温度、流速等因素的影响会出现析硫和硫沉积现象，在集输系统管壁上经常会发现淡黄色粉末状和黏稠状的硫沉积物，严重威胁管输系统安全。主要体现在以下几方面：（1）析出和沉积的硫组分容易堵塞管路上的仪表引压管、计量孔板等设备，造成测试结果失真，采集的数据不准确，存在巨大安全隐患。（2）管壁上发生硫沉积以后，会导致气体过流面积变小，使得管道压降增大和能耗增加，降低集输效率。（3）管壁上的硫沉积物会改变管壁表面的电场、磁场、温度场等环境，加速管壁腐蚀，威胁材料结构安全。

硫沉积的影响因素主要分为热力学和动力学两部分，包括气体温度、气体与管壁温差、流速、管壁粗糙度等。前期的一些研究结果表明：元素硫饱和溶解度随硫化氢含量的增加而增加，在组分一定的情况下，随压力、温度的升高而增大。且元素硫溶解度在50～80℃的范围内随温度升高增加幅度最快；在30℃以下元素硫溶解度随温度增加升幅不大。但可以测试和研究热力学和动力学因素对高含硫气田采出气硫沉积规律影响的实验装置并不多见，严重制约着硫沉积规律和特性的深入研究。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种含硫天然气管道硫沉积实验装置，可以有效的研究热力学和动力学因素对硫沉积规律的影响机理，同时，可以评价和研究不同溶硫剂对硫沉积的消除情况。

本发明采用的技术方案如下：

一种含硫天然气管道硫沉积实验装置，包括储气系统、环道系统和溶硫剂加注系统，所述储气系统为高压气罐，所述环道系统包括环道管线，环道管线上连通高压气罐和拆卸式管段，高压气罐的一侧和拆卸式管段之间依次设有第一控制阀门、第一压力表、压缩机、第二压力表和溶硫剂加注系统，溶硫剂加注系统和环道管线之间设有第二控制阀门；所述拆卸式管段的两端分别设有控温水浴入口和控温水浴出口，控温水浴入口和控温水浴出口之间通过水管连通控温水浴；所述拆卸式管段和高压气罐的另一侧之间依次设有第一止回阀、质量流量计、第二止回阀和第五控制阀门；环道管线上在第一止回阀和第二止回阀的两端并联旁通管路，旁通管路和环道管线之间分别设有第三控制阀门和第四控制阀门。

本发明的有益效果：

（1）可以模拟现场输气管道硫沉积环境，针对性的研究压力、气体温度、气体与管壁温差、气体流速、管壁粗糙度、管壁材质等变量和因素对硫沉积的影响规律；

（2）采用可拆卸结构的拆卸式管道作为实验管段，方便对沉积物称重和取样，为进一步分析沉积物特性提供便利，同时，可拆卸管段可以加工成不同管壁粗糙度和材料的替换管段，使得实验操作灵活、多变；

（3）装置设置溶硫剂加注系统，可有效评价和研究不同类型溶硫剂对硫沉积物的清除效果；

（4）装置的管路系统设置防爆型电热带，可控制温度在指定值，当实验结束后，可以加热管壁，方便管壁附着的硫沉积物融化流走。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1中高压气罐结构示意图；