高維(大慶油田采氣分公司,黑龍江 大慶 163000)
寒冷地區(qū)天然氣集輸站場防凍設計
高維(大慶油田采氣分公司,黑龍江 大慶 163000)
寒冷地區(qū)氣候條件惡劣,可能因為凍害等對天然氣技術站場造成損害,從而對天然氣的生產與集輸造成不利的影響,因此必須重視防凍設計,以保證天然氣集輸?shù)姆€(wěn)定性。本文主要分析了天然氣集輸站場容易受到凍害影響的部位,并探討了相應的防凍設計,希望能夠為天然氣集輸領域提供有效的參考。
寒冷地區(qū);天然氣;集輸站場;防凍設計
我國天然氣“西氣東輸”工程跨度大、涉及區(qū)域廣,沿途的地質狀況、環(huán)境狀況等也存在著差異,且西部地區(qū)氣候嚴寒,因此可能會因為凍害問題而影響到天然氣收集運輸?shù)挠行?。故而在嚴寒地區(qū)的集輸站場設計一系列的防凍措施,就具有十分重要的現(xiàn)實意義。
1.1 管道外部
寒冷地區(qū)的天然氣輸送管道,其外部溫度較之內部溫度相對較低,在嚴寒天氣的影響會由于溫差較大而致使管道結冰,不利于天然氣的輸送,同時也會影響到管道的維護與維修效率。因此必須針對管道進行防凍設計,避免管道外部結冰。
1.2 輸氣管線
由于管道內部的溫度較低或者其他因素的影響,導致天然氣也會凝固,從而使得輸氣管線內部發(fā)生堵塞。為了避免這種情況的出現(xiàn),就必須針對生產配套管線進行防凍保溫的設計,以保證輸送的順利進行。
1.3 基礎設施
在天然氣的收集輸站場設置了數(shù)量眾多的管道來儲存、輸送凝液,這些管道之中都設有相應的過濾系統(tǒng)、排污系統(tǒng)以及回收系統(tǒng)。一旦因為外界溫度過低而導致這些管道內的凝液、污水出現(xiàn)凝結,就會使得管道被堵塞,不利于站場工作的有序開展。因此,必須對這些收集、儲存的管道進行防凍設計。
1.4 設備儀器
在天然氣的運輸與收集工作中,涉及到了大量的生產設備與輔助設備,大到管線設備基礎,小到壓力計、溫度計等儀器。這些設備在低溫下可能會受到影響而無法正常開展工作,甚至可能會因為溫度過低而碎裂,從而帶來一系列負面的影響,甚至可能會導致安全隱患的出現(xiàn)。
2.1 基礎管道的防凍措施
在天然氣的集輸站場中有著數(shù)量眾多的管道、干線,針對其進行防凍設計能夠保證收集、輸送的穩(wěn)定性,從而提高站場的工作效率。
針對地面的管道,由于其輸送的多位為烴天然氣,一旦因為凍害而出現(xiàn)堵塞,就會使得工作停滯,無法正常開展生產活動。因此,在輸氣的過程中,應當實施伴熱處理,將管道內的溫度保持在高于5℃的狀態(tài),且保證溫度不會比天然氣所形成的水合物的溫度低。如果涉及到了凝析油類的天然氣,還必須將最低溫度提高到10℃。
針對地下的管道,在保溫設計中必須考慮到凍土層這一因素。若凍土層的深度小于118cm,則應當將相應的管道敷設到凍土層以下的部位,并保持地下環(huán)境的溫度要保持在天然氣的凝點之上。這種措施不需要再設計其他的防凍措施,也能夠進行伴熱處理。而若凍土層的深度較大,超過了118cm,則應當在上述措施的基礎上利用電伴熱、蒸汽伴熱的方法來避免凍害,起到保溫的作用。
2.2 集輸站場基礎設施的防凍設計
在天然氣集輸站場中,除了基本的輸氣管道之外,還有一系列的基礎設施,例如給排水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)等,以保障工作人員的日常生活。在嚴寒天氣下,在給排水管道與排污管道都可能受凍而結冰,從而影響站場工作人員的基本生活。除此之外,在站場的室外還有一些基本的儲水裝置,也會受到天氣的影響,因此可以在站場基礎設施中以電伴熱或者水套爐的方式來保證溫度。
2.3 場內建筑的防凍設計
天然氣集輸站場的防凍設計除了管道之外,還涉及到了建筑的保溫設計。在建筑施工之初,就必須考慮到天氣狀況,嚴格按照相關的設計標準來進行施工,從而提高建筑的保溫性,使之能夠適應低溫環(huán)境。在建筑布局上,應當盡可能地布置為南北朝向,使之能夠獲得足夠的光照,同時要選擇優(yōu)質的保溫防凍材料,尤其是室外建筑的基礎設施,還應當考慮到防滑的問題,以保障工作人員的安全。
2.4 調壓設備的防凍設計
調壓設備在天然氣集輸中的應用一方面是為了起到節(jié)流的作用,另一方面則是通過對壓力的調節(jié)來避免水合物的產生。因為一旦出現(xiàn)了水合物就會在嚴寒天氣的影響出現(xiàn)凍結,必須重視調壓設備的防凍設計。一般說來,應當在節(jié)流閥后方的管道與設備中實施電伴熱或者蒸汽伴熱的處理,使溫度能夠高于5℃;若無水合物產生,則無需保溫。而針對使用“濕氣”作為燃料的站場,則必須對整個生產過程進行伴熱處理,即生產設備以及運輸管道都應必須進行防凍設計,以保證水合物不會凝冰堵塞。
集輸站場是在天然氣輸氣管道設計中的重要環(huán)節(jié),為了保證其在寒冷地區(qū)的有效運行,就必須針對可能出現(xiàn)凍害的部位例如管道干線、基礎設施以及設備儀器等進行高效、安全的防凍設計。這樣才能避免因為受凍而導致的輸氣堵塞或者設施破裂,以防止一系列安全隱患的出現(xiàn)。
[1]林海鵬,劉朝陽.寒冷地區(qū)天然氣集輸站場防凍設計技術[J].石化技術,2016,11:275.
[2]陳莎莎.天然氣集輸站場在寒冷地區(qū)的防凍設計淺析[J].中國科技投資,2012,27:39.