1 Общая классификация магистральных трубопроводов

Изменение влажности по длине газопровода

Процесс гидратообразования обычно происходит на границе газ — вода при условии полного насыщения природного газа влагой. Для прогнозирования места образования и интенсивности накопления гидратов в системах газоснабжения необходимо знать изменение влажности газа в различных термодинамических условиях.

В практике часто пользуются абсолютной влажностью ω, выраженной массой паров воды в единице объема газа, приведенной к нормальным условиям (273 К (О °С) и 0, 1013МПа). Относительная влажность — это выраженное в процентах или долях единицы отношение количества водяных паров, содержащихся в газовой смеси, к количеству водяных паров в том же объеме и при тех же температуре и давлении при полном насыщении. На практике влажность газов чаще всего определяют по номограмме (рис. 3. 19), которая получена в результате обработок большого числа измерений влажности природного газа относительной плотности по воздуху А = 0, 6 прямыми методами. На номограмме нанесена равновесная кривая гидратообразования, ограничивающая определенную область, в которой влажность газов должна определяться из условия равновесия паров воды над гидратами. Из номограммы видно, что влажность природного газа растет с повышением температуры и снижается с увеличением давления. Влажность природных газов уменьшается также с увеличением их молекулярной массы μ и солености воды s. Температура, при которой газ становится насыщенным при данных давлении и влажности, называется точкой росы газа.

Изменение влажности природного газа при его движении по газопроводу зависит от характера изменения давления и температуры и начальной влажности газа (рис. 3. 20). Влажность газа в состоянии полного его насыщения ω _нас меняется по длине газопровода L по кривой abcd. На начальном участке газопровода температура газа Т быстро падает (при значительной разности температур газа и окружающего грунта), а давление р снижается весьма медленно (скорость движения газа сравнительно невелика). Поэтому влажность газа в состоянии полного его насыщения снижается. На конечном участке картина обратная. Температура газа приближается к температуре окружающего грунта и изменяется по длине газопровода весьма незначительно, а давление резко падает (вследствие расширения газа скорость его движения в трубопроводе возрастает). В связи с этим влажность газа, соответствующая состоянию насыщения при температуре и давлении газа в газопроводе, увеличивается по длине последнего. При поступлении в газопровод газа с начальной влажностью ω ₁=ω _нас на начальном участке будет происходить конденсация паров воды, а влажность газа будет изменяться по кривой ас. Количество воды, которая сконденсируется на этом участке газопровода, Δ W= (ω _1нас-ω _min) Q, где ω _1нас — влажность газа в состоянии насыщения при начальном давлении и температуре газа в газопроводе; ω _min — минимальная влажность газа в состоянии насыщения при движении его по газопроводу в точке с; Q—пропускная способность газопровода.

На конечном участке газопровода (после точки с) влажность газа остается неизменной и равной ω _min (линия се ). При этом относительная влажность газа (степень насыщенности его водяными парами) будет постепенно снижаться. При поступлении в газопровод газа влажностью ω _min< ω _h< ω _1нас на начальном участке она остается постоянной, хотя степень насыщенности газа водяными парами будет возрастать и, наконец, достигнет максимума (точка b ). После этого в газопроводе начнется конденсация влаги (линия bс ). На конечном участке влагосодержание будет оставаться неизменным (линия се ). Количество воды, которая сконденсируется в этом случае в газопроводе на участке bс, Δ W= (ω _h-ω _min) Q.

Наконец, при поступлении в газопровод газа влажностью ω _f< ω _1нас конденсации влаги не происходит (линия fg ).

Таким образом, во избежание конденсации водяных паров в газопроводе влажность подаваемого в него газа не должна превышать ω _minЭто условие является основным при проектировании установок осушки газа перед подачей его в газопровод.

1 Общая классификация магистральных трубопроводов

1. 1 Магистральные газопроводы в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяются на два класса:

I – при рабочем давлении свыше 2, 5 до 10, 0МПа (свыше 25 до100 кгс/см²) включ.;

II – при рабочем давлении свыше 1, 2 до 2, 5 МПа (свыше 12 до 25кгс/см²)включ.

1. 2 Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на четыре класса, мм:

I – при условном диаметре свыше 1000 до 1200включ.;

II – то же, свыше 500 до 1000включ.;

III – то же, свыше 300 до 500включ.;

IV – 300 и менее.

1. 3 Магистральные трубопроводы в зависимости от условий работы подразделяются на 5 категорий: В, I, II, III, IV.

Классификация магистральных трубопроводов по категориям используется при расчёте трубопровода на прочность и при определении объёма испытаний трубопровода и контроля сварных соединений.