彭范清

天然氣輸配場站冰堵的預(yù)防和處理措施

彭范清

（四川省機械研究設(shè)計院，四川成都 610063）

天然氣輸配場站在冬季運行過程中，部分關(guān)鍵設(shè)備容易發(fā)生冰堵事故，造成輸氣設(shè)備損壞，對天然氣輸配場站的正常運行帶來了嚴(yán)重的影響。主要對天然氣輸配場站冰堵現(xiàn)象發(fā)生的原因和危害進行了分析，并提出了有針對性的處理措施。

天然氣；輸配場站；冰堵；預(yù)防；處理措施

天然氣輸配場站在冬季運行期間，由于環(huán)境溫度低，調(diào)壓閥和流量閥等設(shè)備極易產(chǎn)生冰堵現(xiàn)象，嚴(yán)重影響輸氣場站的安全、平穩(wěn)運行。筆者結(jié)合親身工作經(jīng)驗，對冰堵事故產(chǎn)生的原因進行了詳細(xì)分析，并探析了預(yù)防和處理冰堵的有效措施，以期為天然氣輸配場站能夠更好的應(yīng)對冰堵事故提供了技術(shù)支持。

1　天然氣輸配場站冰堵原因分析

冰堵是由于天然氣水合物在一定的溫度和壓力條件下生成的一種不穩(wěn)定的白色晶體，外觀類似松散的冰或者致密的雪，形成的水合物在管道里大量聚集就會形成冰堵。冰堵的發(fā)生需要具備3個條件：天然氣中含有水分；具備一定的溫度和壓力條件；氣體要處于脈動、紊流等強烈擾動之中并有晶核存在。

2　冰堵的危害

冰堵是決定輸氣管道能否安全運行的一個重要因素。冰堵主要發(fā)生在對氣流產(chǎn)生節(jié)流的位置，如變徑管、過濾分離器、調(diào)壓器、流量調(diào)節(jié)閥等，氣體在節(jié)流處由于受到節(jié)流效應(yīng)的影響，很容易發(fā)生冰堵現(xiàn)象。冰堵的主要危害是導(dǎo)致設(shè)備和設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞，發(fā)生變形扭曲，使調(diào)壓器在壓差的作用下造成皮膜穿孔，高壓氣體未經(jīng)調(diào)壓直接輸送到下游，導(dǎo)致下游的管網(wǎng)和設(shè)備超壓運行，水合物與金屬結(jié)合牢固將使管道的流通面積減小，造成管道和閥門等設(shè)備堵塞，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生泄漏和爆炸等安全事故，嚴(yán)重影響了輸配場站的運行安全。

3　天然氣輸配場站冰堵預(yù)防與處理措施

3.1冰堵預(yù)防措施

3.1.1提高天然氣的溫度

溫度是影響天然氣水合物形成的主要因素。要想提高天然氣或者工藝設(shè)備的溫度可以通過

纏繞電伴熱帶或者加裝水套爐裝置等方式來實現(xiàn)，通常是在管道或者設(shè)備容易發(fā)生冰堵的位置加裝電伴熱帶。預(yù)防調(diào)壓閥和引壓管發(fā)生冰堵，可以在調(diào)壓閥及調(diào)壓閥的引壓管位置加裝電伴熱。另外，為了避免水蒸氣凝析成液態(tài)水，需要保證天然氣的溫度保持在水露點以上，因此，加裝水套爐系統(tǒng)對管道內(nèi)的天然氣進行加熱是預(yù)防輸氣場站冰堵的另一有效方式。

3.1.2降低壓力

壓力是影響天然氣水合物形成的又一重要因素。調(diào)壓系統(tǒng)是天然氣輸配場站最容易發(fā)生冰堵的位置，因此，降低調(diào)壓系統(tǒng)上游的壓力或者升高調(diào)壓后的壓力，從而使調(diào)壓系統(tǒng)中天然氣的壓降減小，溫度下降幅度降低，進而可以預(yù)防調(diào)壓系統(tǒng)發(fā)生冰堵。

3.1.3脫除水分

天然氣輸配場站冬季運行時，節(jié)流部位積存的液態(tài)水形成水合物或結(jié)冰后，堵塞工藝設(shè)備和管道，過濾分離器可以有效脫除天然氣中的水分，抑制水蒸氣冷凝為自由水。有效預(yù)防工藝管線、設(shè)備和儀表等部位發(fā)生冰堵。

3.1.4加入抑制劑

向天然氣管道中加入甲醇、乙醇、乙二醇或二甘醇等化學(xué)抑制劑，可以降低水合物形成的溫度，使天然氣中的水分含量減小，降低天然氣的水露點，抑制水合物的形成。

3.2冰堵處理措施

3.2.1放空降壓

通過放空降壓使冰堵部位水合物的溫度降低，當(dāng)溫度低于管道內(nèi)的天然氣時，水合物將發(fā)生分解，從而達(dá)到解堵的目的。

3.2.2加熱解堵

利用電伴熱或者熱水等熱源對形成冰堵的部位加熱，提高管道內(nèi)天然氣的溫度，使已經(jīng)形成的水合物分解，并被天然氣帶走，進而達(dá)到局部解堵的目的。

3.2.3防凍劑解堵

利用防凍劑的親水性，將甲醇等注入管道內(nèi)，使之與天然氣中的水分子結(jié)合，吸收氣體中的水分，破壞水合物的形成，達(dá)到解堵的效果。

4　結(jié)束語

冰堵是天然氣輸送過程中堵塞管道、設(shè)備和儀表的安全隱患。筆者主要對冰堵產(chǎn)生的原因和危害進行了論述，從提高天然氣溫度、降低壓力、脫除水分和加入抑制劑四方面探究了冰堵的預(yù)防措施，冰堵發(fā)生后的應(yīng)急處理措施可以通過放空降壓、加熱解堵和防凍劑解堵三種方法解決。經(jīng)過多年的實踐和摸索，雖然天然氣冰堵防治技術(shù)取得了重大突破，但天然氣冰堵防治技術(shù)的針對性研究還不夠，需要相關(guān)技術(shù)人員在天然氣輸送過程中要深入探究冰堵現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，提出有針對性的預(yù)防及處理措施，確保天然氣輸配場站安全、平穩(wěn)運行。

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Prevention and Treatment Measures of Gas Station ice Blocking the Distribution Field

Peng Fan-qing

Natural gas transmission and distribution field standing process running in winter，some of the key equipment prone to ice blocking accidents，equipment damage caused by gas，the normal operation of natural gas distribution station brought a serious impact.This paper focuses on natural gas transmission and distribution station causes and hazards of ice blocking phenomenon were analyzed，and a targeted treatment measures.

natural gas；distribution station；ice block；prevention；treatment measures

TE88

B

1003-6490（2016）06-0142-01

2016-06-15

彭范清（1988—），男，四川成都人，助理工程師，主要從事天然氣管道、油氣集輸方面的研究工作。