天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生原因及预防

随着国民经济的快速提升，天然气的使用已非常普遍，天然气站场及管道等基础设施的建设和维护也越来越重要。由于天然气本身易燃、易爆等特性，天然气管道的安全性一直是管道维护工作的重点。天然气站场高压管道管壁冷凝水正是天然气管道维护工作中最常见的问题，然而看似很小的问题却隐藏着极大的安全隐患，因此针对这一问题的研究分析和处理措施都是相关工作人员非常关注的。

一、天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生原因

天然气站场高压管道外壁冷凝水实际上是水露点现象的具体体现。通常空气中都含有一定量的水，这种水一般处于汽体状态，但在气温降低的情况下，空气的饱和水气压就会变小，其中的所含的水汽形成露点。在温度或压力一定的情况下，从空气中分离出第一批液态水的压力或温度就被称为水露点。也就是说天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生与温度、湿度、压力有密切关系。

天然气在进入站场前，需要在上游管道进行降压调压，这一操作会对管道内的高速气流产生明显的节流效应，使管道内的气体温度骤降，当上游分输站调压出口段处于离接气站场进气段较近的位置时，导致天然气站场天然气管道内的温度降低，管道内的气体温度通过热传递使管道外的温度下降，到达冷凝水的凝点，就会使管壁外产生冷凝水，并在过低的温度下出现冰冻现象。

根据水露点的计算，对于天然气管道外壁冷凝水的产生规律得出结论：当空气湿度一定时，露点随周边温度的升高而增大；当周边温度一定时，露点随空气温度的增大而增大。因此，在空气湿度加大的环境中，通过上述系列物态变化，空气在管壁外析出冷凝水明显增多，经管道内热传递效果使管壁外温度迅速降至零度以下，管壁外开始形成厚厚的冰层。

二、天然气站场高压管道管壁冷凝水的危害分析

受自然现象和天然气输送特点的影响，天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生是不可避免的，这些冷凝水对管道外壁的影响也是持续且具有很大破坏力的。

2.1 造成管道外部的腐蚀

天然气管道及附属的螺栓、阀体等部件的材质都是金属质地，长期处于冷凝水的侵蚀中，会使管道外部的防腐层受到破坏，对部件造成锈蚀，从而直接导致管道系统使用寿命的缩短。

2.2 降低天然气管道的输送能力

由于冷凝水的对天然气管道的不良影响，管道外壁防腐层会因长期遭受侵蚀而起泡甚至脱落，这对管道的安全运行造成严重隐患，为避免安全事故的发生，一般情况下每一至两年就需要对管道进行一次防腐层修复。为了达到修复效果，根据上述原理分析，要减少冷凝水的产生，可能就需要采取降低输气流量的方法，这样就会造成对天然气管道正常输送能力的影响，从而影响用户的正常使用。

综上所述，天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生是不可必免的，但任由其在管道外侵蚀管道及其相关设备，会对管道造成极大的危害，因此必需采取合理的措施对这一问题进行及时的处理，才能保证管道的安全、长期、稳定运行。

三、天然气站场高压管道管壁冷凝水的预防措施

我国南方地区潮湿多雨，天然气站场高压管道长期受到冷凝水侵蚀，严重影响到天然气管道的正常使用，因此对于相关的预防工作要求更高。针对天然气站场高压管道管壁冷凝水的成因，对其采取预防措施主要集中在加强管道外壁阻隔材料的使用和提高管道内部气体温度两个方面：

3.1 加强管道防腐层

天然气站场管道和设备一般为露天布置和地面安装，为防止冷凝水对管道的腐蚀，加强防腐层的设置，使管道与冷凝水有效隔絕具有良好的效果。通过粘弹体防腐胶带+PVC外保护带的防腐层布置，能对天然气管道外壁起到较好的保护作用，阻隔冷凝水侵入。粘弹体防腐胶带可与管体表面直接接触，缠绕在管体表面即可起到防腐和阻止水侵入的作用。再在其外缠绕PVC外保护带，不仅可以提高防腐层的强度，还能起到一定的防紫外线作用，使防腐层的耐用性得到进一步提高。

3.2 加热管道内温度

导致天然气管道外冷凝水产生的一个重要因素是管道内过低的温度，因此提高管道内气体的温度，可以有效控制冷凝水的产生，起到保护管道外壁的作用。一般情况下，可采用换热器，对管道内的气体进行加热，这样就可以避免造成冷凝水产生的低温，从而达到较好的预防效果。但换热器前的管段可能会存在因无法加热仍会导致冷凝水的产生，甚至结冰，这样只能通过改善上游输气环境来达到防治的目的。

四、结语

从天然气站场高压管道管壁冷凝水产生的原因中可以看出，冷凝水的产生主要是与空气温度、湿度有密切关系。当空气温度较大时，温度过低就会产生冷凝水，而在低温的环境下，冷凝水结冰，就会对加大对管道的危害。因此在预防方面主要就是阻隔管道与潮湿空气的接触和防止低温。通过对天然气管道外壁设置防腐层和采取有效的措施提高管道内的气体温度是目前应对冷凝水危害的重要手段，在实际的使用中也取得了不错的预防效果。从安全、环保、经济、效果等多个方面考虑，综合天然气站场的实际情况，要灵活采用以上方法。