[发明专利]一种气态乙烷管道末端流动保障系统及方法

说明书

本发明公开了一种气态乙烷管道末端流动保障系统及方法，系统包括末段埋地管道系统、末站管道系统、液相辅助接收系统和干线泄放系统。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明根据气态乙烷管道停输后受极端环境影响的液化规律，根据再启动工艺特点和安全操作要求，通过设置温度补偿与监测、液相接收和泄放换热等方案，保障单相气态乙烷进入下游处理设备，达到安全、经济再启动的目的。

技术领域

本发明涉及一种气态乙烷管道末端流动保障系统及方法。

背景技术

近年来，乙烷输送管道建设的需求巨大。乙烷产品作为天然气附属产品中摩尔质量较轻的一类，饱和蒸气压较高，临界温度约为32℃，临界压力约为4.5MPa，因此有条件以气相或液相状态进行单相输送。气态乙烷管道操作压力远低于液态乙烷输送管道，在安全性方面存在优势，且在与下游工艺匹配的基础上，管道上、下游可不再设置储罐，在一定情况下提高了经济性。尤其对于输送距离相对较短的乙烷管道，采用气相输送更具经济优势。目前，为保证乙烷管道输送的单相状态，大部分气态乙烷管道输送工程按照管道正常运行压力高于埋地管道所处地温对应的露点压力的标准来进行工艺设计。北方地区的气态乙烷输送管道，冬季停输后，在土壤温度场的作用下，绝大部分埋地管道仍可以保持足够温度，保证介质处于气相；中间或末端站场内，由于露空段环境温度远低于埋地段，露空环境温度下对应的露点压力远低于停输压力，因此将引起露空段中乙烷发生部分液化；在埋地管道和露空管道的过渡段，受管道传热和介质传热的影响，在靠近露空段的部分埋地管道内形成温度过渡区，这将引起全线介质压力降低，液相乙烷集中于过渡段和露空段。尤其对于靠近管道末端的过渡段和末端站场管道，当管道再启动时，这极有可能引起下游出现瞬态段塞、严重介质气化及由此造成的低温或局部气阻，影响设备性能，甚至危及操作安全。

目前，上述问题尚未见公开报道，但类似工况乙烷管道已经处于前期规划和设计中，因此有必要积极开展研究，采取合理措施，消除因气态乙烷管道冬季停输后形成的末端积液在重新运行时对下游的操作和安全影响，形成一套可行、经济的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种气态乙烷管道末端流动保障系统及方法，本发明基于气态乙烷管道冬季停输后管道末端(埋地-露空过渡段和露空段)液化规律，从外部加热、临时积液接收和流动换热等方面考虑，采取乙烷液化段划分、温度-压力监测、管段热量补偿、放空置换、设置缓冲分离等方案，消除气态乙烷管道冬季停输后，由于末端管段内介质液化引起的再启动过程对下游设备的风险，保障运行安全。

本发明所采用的技术方案是：一种气态乙烷管道末端流动保障系统，包括末段埋地管道系统、末站管道系统、液相辅助接收系统和干线泄放系统，其中：

所述末段埋地管道系统包括安装于末段阀井系统下游的末段埋地管道和在末段埋地管道上设置埋地加热保温测温系统；

所述末站管道系统包括起于出土处的露空干线，以及在露空干线上依次安装的露空加热保温系统、干线截断阀、干线调节阀、露空加热保温系统和截断阀，在干线截断阀的上游和干线调节阀的下游均安装有温度变送器和压力变送器；

所述液相辅助接收系统包括从末站管道系统的干线调节阀下游的干线管道接出、并接入末站管道系统下游接入管道的缓冲分离器，在所述缓冲分离器的入口管道和出口管道上均设置截断阀，在缓冲分离器内设置液位变送器；

所述干线泄放系统包括与末段埋地管道下游连接的放空管道以及在放空管道上依次设置的加热保温系统、截断阀、调节阀和压力变送器。

本发明还提供了一种气态乙烷管道末端流动保障方法，包括如下内容：

步骤一、确定末段埋地管道的起始位置和管道内可能出现的最大液态乙烷体积；

步骤二、在末段埋地管道上设置保温、加热、连续式温度监测系统；同时，在末段埋地管道上，按照50m/处间隔设置末段间隔式旁路测温系统；在露空干线上设置保温、加热、温度监测和压力监测系统；