0 引言

　　從干燥發(fā)展的新態(tài)勢(shì)可以看出，天然管網(wǎng)干燥不僅需要宏觀領(lǐng)域里的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)及關(guān)于能源、產(chǎn)品等方面的研究，還要從微觀上加強(qiáng)對(duì)干燥過(guò)程的認(rèn)識(shí)，深入到復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)部，更科學(xué)、更準(zhǔn)確地研究干燥現(xiàn)象。有了微觀領(lǐng)域的研究，相信應(yīng)當(dāng)為宏觀領(lǐng)域的研究做出貢獻(xiàn)的。在管道行業(yè)的干燥施工中，干空氣干燥工藝是國(guó)內(nèi)外的干燥工藝中比較先進(jìn)、比較成熟的干燥工藝，干空氣干燥適合長(zhǎng)距離的管道干燥施工，但在體積小、工藝管線相對(duì)比較復(fù)雜的城市管網(wǎng)中，存在這他的弊端。在此我們?cè)趶V東天然氣管網(wǎng)一期項(xiàng)目的站場(chǎng)施工中引進(jìn)了真空干燥工藝，并取得了預(yù)期的效果，本文將對(duì)真空干燥法在站場(chǎng)干燥中的理論與應(yīng)用即真空干燥的原理、干燥過(guò)程、影響因素、驗(yàn)收方法研究進(jìn)行了研究與分析

　　1、真空干燥和干空氣干燥的定義和比較

　　1.1真空干燥和干空氣干燥的定義

　　真空干燥：利用真空泵機(jī)組，持續(xù)對(duì)密閉天然氣管網(wǎng)進(jìn)行抽真空作業(yè)，在真空的狀態(tài)下，使管網(wǎng)內(nèi)中的水份進(jìn)行蒸發(fā)，從而達(dá)到對(duì)管網(wǎng)干燥的效果。

　　干空氣干燥：利用露點(diǎn)在-40℃以下的干空氣發(fā)送大量的泡沫清管器，對(duì)管道進(jìn)行吹掃擦拭，在清管器運(yùn)行過(guò)程中充分利用干空氣的解析現(xiàn)象和吹掃能力，達(dá)到管道干燥的目的。

　　1.2 真空干燥和干空氣干燥的比較

　　1.2.1適合的干燥容器：真空干燥適合比較復(fù)雜、管徑變化多、匯管比較多，存在“盲區(qū)”的容器;干空氣干燥適合比較簡(jiǎn)單，管徑?jīng)]有變化、容積比較大的容器，能應(yīng)用清管器的擦拭，增長(zhǎng)干空氣在容器中停留的時(shí)間，使干空氣能和管道中的水充分的解析。

　　1.2.2 外界的影響因素：真空干燥由于容器與外界隔斷，只是在施工中吸收外界的熱量，只收到外界的熱平衡影響;干空氣干燥，由于干燥機(jī)的能力受外界大氣的濕度有一定的影響，但是影響變化不大。

　　1.2.3干燥的成本和工期的比較：對(duì)于站場(chǎng)干燥，真空干燥的成本比干空氣干燥的成本低一些，工期相對(duì)于有保證;對(duì)與管線干燥施工中，干空氣干成本比真空干燥的成本低一些，干空氣的工期也比較短。

　　因此，建議在站場(chǎng)干燥施工中采用真空干燥工藝。

　　2 真空干燥工藝

　　2.1真空干燥前的準(zhǔn)備

　　2.1.1干燥的容器進(jìn)行初步的排水、掃水是否完成。

　　2.1.2干燥的容器是否與設(shè)備連接完畢，并且容器與外界隔斷。

　　均達(dá)到以上條件后，方能進(jìn)行真空干燥施工。

　　2.2 真空干燥工藝過(guò)程

　　真空干燥可分成三個(gè)階段：抽氣降壓階段、蒸發(fā)階段、抽真空階段。

　　第一階段：抽氣降壓階段

　　此階段主要是除去管道中的水蒸氣和空氣，降低管道中的壓力。此時(shí)真空泵將管內(nèi)空氣抽出，壓力迅速下降，形成負(fù)壓。此降壓過(guò)程將持續(xù)到壓力降至水在管內(nèi)溫度下的飽和蒸汽壓。此時(shí)壓力即為水的飽和蒸汽壓并與管內(nèi)溫度有關(guān)，一般情況下如果管道周?chē)臒醾鬟f良好，管內(nèi)溫度與地溫相當(dāng)。

　　第二階段：蒸發(fā)階段

　　本階段是真空干燥的主要階段也是耗時(shí)最長(zhǎng)的階段。此時(shí)管道內(nèi)壓力達(dá)到了水的飽和蒸汽壓，殘留在管道內(nèi)的水開(kāi)始大量蒸發(fā)。真空泵持續(xù)工作不斷抽出氣體，使管道內(nèi)壓力不斷降低，此時(shí)水分不斷蒸發(fā)以彌補(bǔ)壓力損失。此過(guò)程一直持續(xù)到管道內(nèi)的水分蒸發(fā)完畢為止。如果周?chē)鸁峤粨Q暢通，管道內(nèi)的溫度基本保持不變，那么管道內(nèi)壓力基本保持在水的飽和蒸汽壓。

　　第三階段：抽真空階段

　　在第二階段，此時(shí)管道內(nèi)的明水已經(jīng)全部蒸發(fā)，管道中僅有水蒸氣，為了除去這些水蒸氣，提高管道內(nèi)的干燥程度，真空泵繼續(xù)工作，壓力開(kāi)始下降，直至真空泵所能達(dá)到的最低壓力。此時(shí)管道內(nèi)所有的液態(tài)水全部蒸發(fā)完畢，管內(nèi)空氣幾乎被全部抽出，管道中的壓力保持水的飽和蒸汽壓不變，由此可通過(guò)真空度直接計(jì)算出此時(shí)站場(chǎng)總的含水量。從而判斷此時(shí)管道內(nèi)是否已達(dá)到管線干燥的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3 真空干燥檢驗(yàn)方法

　　目前在國(guó)內(nèi)真空干燥技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，如何對(duì)真空干燥驗(yàn)收也是見(jiàn)仁見(jiàn)智。簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的驗(yàn)收方法不但減少操作工序、縮短施工周期，還能減低施工成本。

　　國(guó)外目前普遍使用的驗(yàn)收方法主要有：

　　2.3.1 露點(diǎn)法

　　露點(diǎn)法是用在大氣壓下測(cè)量氣體露點(diǎn)的方法判斷管道內(nèi)干燥程度的方法。先將管道內(nèi)充滿惰性氣體直到壓力達(dá)到0.1-0.2Mpa，然后靜置12h，通過(guò)測(cè)量氣體的露點(diǎn)變化判斷干燥終點(diǎn)。

　　2.3.2真空度法

　　此方法是要求管道內(nèi)壓力達(dá)到一定的真空壓力，此壓力要比管道輸送條件下最低環(huán)境溫度水的飽和蒸汽壓要低。然后靜置4h，通過(guò)觀察真空度變化判斷干燥終點(diǎn)。

　　3 影響真空干燥的因素

　　3.1 溫度影響

　　根據(jù)不同溫度下的飽和蒸汽壓，進(jìn)行了比較。不同溫度下水的飽和蒸汽壓相差很大，尤其是0℃(610.4Pa)以下的飽和蒸汽壓和10℃(1228Pa)以上的飽和蒸汽壓之間相差更大。溫度越高，水的飽和蒸汽壓越高，相應(yīng)使水沸騰汽化所需的真空度越小，干燥過(guò)程也就越易于進(jìn)行。

　　因此采用真空干燥應(yīng)用于城市天然氣管網(wǎng)時(shí)，創(chuàng)造相應(yīng)穩(wěn)定的高的溫度下施工環(huán)境對(duì)干燥實(shí)施有利。

　　3.2 真空泵的抽速和真空度

　　當(dāng)管線的壓力降低時(shí)，水的沸點(diǎn)也相應(yīng)降低，管道中水將充分地汽化。真空泵的抽速?zèng)Q定了空氣的流動(dòng)速度，空氣的流速越快，干燥越快。

　　泵的抽速對(duì)真空干燥的影響是雙面的，如果在單位時(shí)間內(nèi)水膜的蒸發(fā)量(蒸發(fā)率)過(guò)大，會(huì)使管道內(nèi)的溫度降低造成結(jié)冰。站場(chǎng)真空干燥時(shí)，由于站場(chǎng)內(nèi)容積相對(duì)較小，真空泵在干燥的第二階段抽速過(guò)快，將會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)溫度迅速下降，土壤不能及時(shí)補(bǔ)充熱量造成結(jié)冰，管道內(nèi)結(jié)冰不但會(huì)影響干燥速度，而且會(huì)造成真空干燥完成的假象。

　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，如果管道內(nèi)溫度在15℃以上，很難產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象。

　　3.3 管道的沿程流阻

　　在真空干燥過(guò)程中，水蒸氣沿管道流向真空泵的過(guò)程中，將受到管道的阻力，會(huì)使真空泵的抽速產(chǎn)生一定的損失。其損失的大小與管道的幾何尺寸和氣體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。站場(chǎng)內(nèi)錯(cuò)綜復(fù)雜的工藝管線不但會(huì)使管道阻力增大，導(dǎo)致真空泵抽速下降，而且會(huì)促使要抽出的水蒸氣重新凝結(jié)，降低水蒸氣抽出量，從而影響干燥進(jìn)度。

　　因此在站場(chǎng)真空干燥施工中，可有效利用站場(chǎng)內(nèi)的截?cái)嚅y將管線分成幾個(gè)區(qū)域，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)域單獨(dú)抽真空，可有效降低水蒸氣的沿程流阻，提高干燥效果，縮短干燥時(shí)間。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　真空干燥作為具有相當(dāng)優(yōu)越性的干燥技術(shù)，在天然氣管道干燥中將應(yīng)用越來(lái)越廣泛。特別是城市天然氣管網(wǎng)，由于工藝結(jié)構(gòu)的特殊性，管徑不一、匯管眾多、有大量彎頭，干空氣干燥效果并不理想而且工期也相對(duì)很長(zhǎng)，真空干燥由于它的工藝特殊性，受工藝結(jié)構(gòu)影響很小，而且干燥效果非常好，非常使用于城市天然氣管網(wǎng)干燥施工。

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