本發(fā)明專利涉及低溫管道運(yùn)營過程中的凍脹問題，特別涉及天然氣管道節(jié)流后埋地管道的凍脹問題。

背景技術(shù)：

天然氣分輸站在進(jìn)站壓力與分輸壓力相差較大時(shí)，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)使分輸天然氣溫度降至冰點(diǎn)以下，使管道周邊土壤凍結(jié)，發(fā)生“凍脹”現(xiàn)象，閥門閥體離開閥座，地面、墻體開裂，管道發(fā)生變形，局部彎頭應(yīng)力集中，因此影響分輸站的安全運(yùn)行。

解決管道凍脹問題的措施較多，但都存在一些缺點(diǎn)，具體如下：

1、加熱法

目前天然氣分輸站解決凍脹的常用方法就是在調(diào)壓撬前對(duì)天然氣進(jìn)行加熱。采用燃?xì)饧訜釥t或電加熱爐加熱可以徹底消除凍脹，但加熱法主要有一下缺點(diǎn)： 加熱需要消耗大量的天然氣或者電能，造成大量能源浪費(fèi)，與節(jié)能環(huán)保的國策大前提不一致；發(fā)生凍脹的時(shí)間和程度很難把握，對(duì)加熱爐的優(yōu)化運(yùn)行難度較大。

2、防水、排水法

防水、排水法是指對(duì)管道周邊做防水，同時(shí)對(duì)管道上方的土壤用砂回填，管道下部用卵石回填，通過與管道周邊的砂土、卵石聯(lián)通的豎井及時(shí)排除管道周邊的水分。這種方法是通過不斷排除管道周邊的水分來達(dá)到消除凍脹的目的。但這種方式不能徹底消除土壤中的水分，因而不能完全消除凍脹現(xiàn)象的發(fā)生。此外，若天然氣管道埋地地區(qū)地下水位較高時(shí)，還可能由于水分的遷移而使凍脹不斷惡化。

3、管溝方案

管溝方案是指將天然氣管道周圍砌成防水水泥管溝，管道被架空,并在管溝內(nèi)安裝可燃?xì)怏w檢測(cè)裝置。管溝方案利用管道周邊的空氣與周圍的土壤相隔離,增加了管道與周邊土壤的熱阻，減少了管道與周邊土壤的換熱，降低了凍脹的程度，因而常被用于解決熱交換量大的站場(chǎng)附近管道的土壤凍脹問題。由于管溝方案中形成了密閉空間,使得危險(xiǎn)性加大而管溝方案中管道布設(shè)、維護(hù)成本又較高,因此,不受到國際輸氣管道設(shè)計(jì)規(guī)范的推薦。

4、保溫

對(duì)調(diào)壓后的埋地管道采取保溫措施，開挖出站管道和調(diào)壓橇后的地下管道，管道防腐層檢漏合格后，采用聚氨酯泡沫對(duì)管道和管匯進(jìn)行保溫處理，保溫層外做玻璃鋼防水處理。在運(yùn)行過程中，保溫層中水分會(huì)增加，反而增加傳熱，使加劇凍脹。

5優(yōu)化運(yùn)行

加強(qiáng)與下游用戶的優(yōu)化運(yùn)行是最節(jié)能環(huán)保的方式，主要包括：提高分輸壓力，減少上下游壓差；間歇分輸，減少管道低溫運(yùn)行時(shí)間。 但由于上下游壓力調(diào)節(jié)有限，該方案作用有限。

由以上說明可以看出，現(xiàn)有的各個(gè)方案都存在各自的缺點(diǎn)，若能提供一種在成本、節(jié)能高效、環(huán)保、易于維護(hù)等各個(gè)方面都具有良好效果的方案，則在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有的凍脹現(xiàn)象解決方法存在的缺點(diǎn)，提供了一種有效、節(jié)能環(huán)保的解決凍脹問題的措施。

由于天然氣管道節(jié)流后溫度降到冰點(diǎn)以下，有時(shí)甚至降到零下20℃以下，天然氣管道長(zhǎng)期處于低溫狀態(tài)下，不斷吸收土壤中的熱量，使管道周邊土壤溫度降低，發(fā)生凍脹。空氣的溫度較高，即使冬季有些地區(qū)氣溫也會(huì)高于天然氣管道的溫度。

將天然氣管道周圍砌成防水水泥管溝，管道被架空，使管道周邊的空氣與周圍的土壤相隔離，同時(shí)使用風(fēng)機(jī)將空氣送入管溝，使空氣沿管道流動(dòng)，在另一端排出。該方案使高于管道溫度的空氣與管道進(jìn)行熱交換，使天然氣問題升高，同時(shí)不斷流動(dòng)的空氣使管道與周邊土壤隔離，提高了周邊土壤的溫度，減少了凍脹發(fā)生的可能性。

附圖說明

圖1為空氣通過管溝沿管道方向的剖視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，將天然氣管道周圍砌成防水管溝，管道被架空，然后使用風(fēng)機(jī)將空氣通過進(jìn)風(fēng)口送入管溝一端，在另一端排出。

管溝可以使用防水水泥或防水卷材砌成，防止地下水或雨水進(jìn)入管溝。

進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口要防止雨水進(jìn)入，出口可以朝下或水平或加裝防雨帽。

為防止空氣在管溝的流動(dòng)過程中，溫度降低過快，在出口處溫度過低，管溝的空氣流量大小根據(jù)出口溫度大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

為防止管溝積水，要在管溝下方設(shè)積水溝，積水溝中的水流入積水井，通過積水井將積水排出地上。

為防止鳥類、樹葉等進(jìn)入管溝內(nèi)，進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口要做防護(hù)網(wǎng)。

由于管溝內(nèi)是密閉空間，存在天然氣泄漏的可能性，要在排風(fēng)口安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器。

最后所應(yīng)說明的是,以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,都不脫離本發(fā)明的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。