【摘要】：天然氣作為清潔型能源受到世界各國(guó)的高度關(guān)注,建設(shè)長(zhǎng)輸埋地管線成為天然氣資源整合分配的主要手段。然而,面臨的一大難題是在越來(lái)越多的長(zhǎng)輸管線中發(fā)現(xiàn)了黑色粉末這類有害物質(zhì)。根據(jù)以往的研究再生型黑色粉末是H_2S和CO_2等有害氣體與管線基體發(fā)生腐蝕后的產(chǎn)物。黑色粉末在管線內(nèi)的存在容易引發(fā)設(shè)備磨損、堵塞管道、促進(jìn)管道腐蝕等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。所以,研究黑色粉末的生成主要原因、沉積的影響因素以及對(duì)管線和其他構(gòu)件的危害成為首要問(wèn)題。首先,對(duì)管線清管后排出的黑色粉末利用XRD與SEM技術(shù),探究元素和物相組成。結(jié)果顯示,黑色粉末中的確含有FeS和FeCO_3等鐵的硫化物和鐵的碳酸鹽,除此之外,還有一些SiO_2、單質(zhì)硫等雜質(zhì)。并進(jìn)行粒徑分析,結(jié)果顯示管線內(nèi)黑色粉末平均粒徑為50μm。其次,選用與現(xiàn)場(chǎng)管線材料一致的20#鋼進(jìn)行黑粉模擬生成實(shí)驗(yàn),模擬實(shí)驗(yàn)分為富水和貧水兩個(gè)條件。結(jié)果顯示,其富水條件下試樣的腐蝕速率很高,說(shuō)明水分對(duì)腐蝕速率的影響最為嚴(yán)重。對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行XRD分析,顯示重要組成成分與現(xiàn)場(chǎng)一致為FeS和FeCO_3。通過(guò)黑粉垢下腐蝕和電偶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了黑粉的確能夠促進(jìn)管道基體的腐蝕。最后,通過(guò)FLUENT軟件進(jìn)行黑粉顆粒在管道內(nèi)沉積的模擬計(jì)算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著黑粉顆粒直徑的增大、壓力升高、彎管的彎曲角度以及同種角度彎管曲率增大時(shí)沉積率升高,顆粒的沉積率和沉積速度隨著溫度的升高先減小后增大。并且可以預(yù)測(cè)到黑色粉末在管道內(nèi)沉積更偏向于彎頭所在的位置。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE832
【圖文】：

圖 1.1 黑色不明固體Fig. 1.1 Black unknown solid2012 年 3 月天然氣調(diào)壓區(qū)分離器安全閥下截止閥因黑色不明粉塵不能完全關(guān)閉，無(wú)法在保證安全的情況下完成安全閥年度校驗(yàn)工作。經(jīng)拆卸檢查安全閥，從安全閥及管線中清掃出未知堵塞物。2012 年 10 月在冬防保溫檢查中發(fā)現(xiàn)天然氣分離器排污管線泄漏，生產(chǎn)運(yùn)行中黑色不明粉塵導(dǎo)致天然氣分離器排污閥門無(wú)法完全關(guān)閉。 自力式調(diào)壓閥門無(wú)法正常使用，在對(duì)自力式調(diào)節(jié)閥及精細(xì)過(guò)濾器通堵維護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥被冰狀的碳?xì)浠衔锛昂谏勰┎幻麟s質(zhì)凍堵，精細(xì)過(guò)濾器內(nèi)清出大量黑色不明物，現(xiàn)場(chǎng)拍攝照片見(jiàn)圖 1.2。

圖 1.1 黑色不明固體Fig. 1.1 Black unknown solid2012 年 3 月天然氣調(diào)壓區(qū)分離器安全閥下截止閥因黑色不明粉塵不能完全關(guān)閉，無(wú)法在保證安全的情況下完成安全閥年度校驗(yàn)工作。經(jīng)拆卸檢查安全閥，從安全閥及管線中清掃出未知堵塞物。2012 年 10 月在冬防保溫檢查中發(fā)現(xiàn)天然氣分離器排污管線泄漏，生產(chǎn)運(yùn)行中黑色不明粉塵導(dǎo)致天然氣分離器排污閥門無(wú)法完全關(guān)閉。 自力式調(diào)壓閥門無(wú)法正常使用，在對(duì)自力式調(diào)節(jié)閥及精細(xì)過(guò)濾器通堵維護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥被冰狀的碳?xì)浠衔锛昂谏勰┎幻麟s質(zhì)凍堵，精細(xì)過(guò)濾器內(nèi)清出大量黑色不明物，現(xiàn)場(chǎng)拍攝照片見(jiàn)圖 1.2。

超聲波流量計(jì)故障頻出，數(shù)次清洗探頭后仍未恢復(fù)正常，所以需要每周對(duì)過(guò)濾器內(nèi)部濾芯進(jìn)行更換。同時(shí)外銷天然氣中含有的黑色粉狀物已對(duì)下游用戶生產(chǎn)加工及產(chǎn)品質(zhì)量造成較大影響。目前，已經(jīng)有不少下游居民用戶反映燃?xì)馐褂迷O(shè)備故障增多，大型企業(yè)單位也有壓縮機(jī)干氣密封損壞、裝置壓差增大，威脅其生產(chǎn)裝置安全運(yùn)行的嚴(yán)重問(wèn)題，圖 1.3 所示油田部分處理站場(chǎng)黑色粉末污染情況。更換分離器濾芯 超聲波流量計(jì)

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本文編號(hào)：2754576