魯清友++張凱

摘 要：目前在我國(guó)，天然氣作為常規(guī)能源的一種，是我國(guó)工業(yè)、民生等多個(gè)領(lǐng)域的重要能源構(gòu)成。大多數(shù)情況下，天然氣都采用了長(zhǎng)輸管道輸送的方式，由于管道經(jīng)過(guò)的部分區(qū)域自然環(huán)境惡劣，再加上不同季節(jié)變化帶來(lái)的溫度下降問(wèn)題，導(dǎo)致天然氣長(zhǎng)輸管道很難避免冰堵問(wèn)題。一旦發(fā)生天然氣管道的冰堵不僅會(huì)導(dǎo)致天然氣的管道輸送故障，還會(huì)影響工業(yè)和民生用氣。因此，解決天然氣管道的冰堵問(wèn)題，是天然氣輸送管理部門(mén)的一個(gè)重要任務(wù)，也是一項(xiàng)作業(yè)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；管道冰堵；解決措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0165-01

1 前言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)建設(shè)的快速發(fā)展，能源供應(yīng)作為我國(guó)的重要發(fā)展動(dòng)力，是我國(guó)開(kāi)展現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)。天然氣作為常規(guī)能源的一種，是我國(guó)工業(yè)、民生等多個(gè)領(lǐng)域的重要能源構(gòu)成。目前我國(guó)天然氣輸送多是采用管道輸送的方式，在一些自然環(huán)境惡劣的地域或者由于某些環(huán)境和氣候變化很容易造成天然氣管道的冰堵問(wèn)題，從而導(dǎo)致天然氣的管道輸送故障，進(jìn)而影響工業(yè)和民生用氣。因此，解決天然氣管道的冰堵問(wèn)題，不僅是保障天然氣輸送順利的前提，也是確保我國(guó)以天然氣為能源的各項(xiàng)工業(yè)民生項(xiàng)目進(jìn)展順利的重要基礎(chǔ)。

2 天然氣管道的冰堵類(lèi)型及成因分析

2.1 天然氣管道的冰堵類(lèi)型

（1）天然氣管道完后交付使用時(shí)干燥不徹底引起的管道冰堵。這一類(lèi)型的天然氣管道冰堵主要是在天然氣管道施工完成交付使用之前沒(méi)有按照嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)程序?qū)μ烊粴夤艿肋M(jìn)行干燥處理，使得在天然氣管道內(nèi)殘留部分的水分。由于管道的密封性良好，水分難以蒸發(fā)，同時(shí)在一些地勢(shì)起伏區(qū)域的低地勢(shì)區(qū)極易聚集水分，當(dāng)天然氣管道所處的環(huán)境溫度下降到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生冰堵問(wèn)題。（2）站場(chǎng)節(jié)流的焦耳湯姆遜冰堵。這一類(lèi)型的天然氣管道冰堵主要是進(jìn)行站場(chǎng)節(jié)流時(shí)，管道內(nèi)的天然氣問(wèn)題急劇下降，部分水蒸汽摻雜在天然氣中，當(dāng)天然氣管道中的壓強(qiáng)達(dá)到一定閥值就會(huì)使得氣態(tài)的水分轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，造成天然氣管道的冰堵問(wèn)題。（3）天然氣管道清管作業(yè)造成的冰堵。這一類(lèi)型的天然氣管道冰堵主要是進(jìn)行干線天然氣管道的清管作業(yè)時(shí)，未能進(jìn)行徹底的干燥處理，使得清管作業(yè)中的部分液態(tài)水殘留在天然氣管道內(nèi)，同樣的，當(dāng)在低地勢(shì)區(qū)，液態(tài)水會(huì)聚集，當(dāng)天然氣管道所在的區(qū)域溫度下降到一定程度后，液態(tài)水凝結(jié)為固態(tài)，進(jìn)而造成了天然氣管道的冰堵問(wèn)題。（4）天然氣水分比例過(guò)高造成的冰堵。部分地區(qū)開(kāi)采的天然氣本身的水分殘留較多，如未經(jīng)處理直接進(jìn)入天然氣輸送管道，當(dāng)天然氣輸送管道路經(jīng)低溫區(qū)域時(shí)，其中的液態(tài)水往往會(huì)凝固，進(jìn)而造成天然氣管道的冰堵問(wèn)題。

2.2 天然氣管道的冰堵成因

從上述四種不同類(lèi)型的天然氣管道冰堵的分析中可知，造成天然氣管道冰堵的主要成因即是天然氣管道內(nèi)的水分經(jīng)過(guò)低溫作用后在管道內(nèi)凝結(jié)為固態(tài)進(jìn)而造成管道冰堵。按照其中的水分不同狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化，天然氣管道的冰堵成因又可以分為人為因素和自然因素兩種。

人為因素多是天然氣管道產(chǎn)生液態(tài)水的原因，例如在天然氣管道施工結(jié)束后，在交付使用之前未能進(jìn)行徹底的干燥處理，使得天然氣管道內(nèi)有液態(tài)水，當(dāng)天然氣管道在經(jīng)過(guò)低地勢(shì)區(qū)域時(shí)，液態(tài)水就會(huì)聚集，當(dāng)此區(qū)域的氣溫下降至冰點(diǎn)時(shí)，液態(tài)水就會(huì)凝固為固態(tài)，進(jìn)而造成天然氣管道的冰堵。因此，液態(tài)水的冰堵多是發(fā)生在天然氣管道施工完成交付使用的初期，同時(shí)液態(tài)水的聚集多是在低洼管道處以及天然氣管道的拐角處。

自然因素導(dǎo)致的天然氣管道冰堵，主要是其中的氣態(tài)水含量過(guò)高造成的。氣態(tài)水是伴隨著天然氣同時(shí)產(chǎn)生的，尤其是在一些氣態(tài)水含量較高的地區(qū)，當(dāng)天然氣進(jìn)入管道后，管道內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)增加，如果此時(shí)外界的汽溫降至冰點(diǎn)，那么其中的氣態(tài)水就會(huì)發(fā)生凝固，同時(shí)與天然氣成分進(jìn)行相互作用，形成一種固態(tài)的結(jié)晶體（可燃冰，由水、甲烷、乙烷等構(gòu)成的固態(tài)結(jié)晶），產(chǎn)生類(lèi)似于冰堵的問(wèn)題。這種成因的天然氣管道冰堵問(wèn)題多是發(fā)生在天然氣的傳輸中轉(zhuǎn)站，同時(shí)由于可燃冰十分的不穩(wěn)定，因此在進(jìn)行排查時(shí)危險(xiǎn)程度往往也較高。

3 天然氣管道冰堵的解決措施

3.1 液態(tài)水引發(fā)冰堵問(wèn)題解決措施

對(duì)于由于天然氣管道中含有液態(tài)水造成的冰堵問(wèn)題，可以通過(guò)在較易產(chǎn)生聚集液態(tài)水，從而在低溫作用下凝固為冰的管道區(qū)域采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防。例如在天然氣管道的彎道處、天然氣管道的交戶口，以及低洼處的天然氣管道通過(guò)施加干燥劑進(jìn)行干燥。主要的干燥劑包括甲醇、乙二醇、三甘醇等，此外在有些天然氣管道的冰堵排查中，也可采用干空氣干燥法進(jìn)行冰堵的預(yù)防。主要的措施為，通過(guò)在管道內(nèi)通入干燥的空氣從而達(dá)到干燥天然氣管道的目標(biāo)。

3.2 氣態(tài)水引發(fā)冰堵問(wèn)題解決措施

對(duì)于由于天然氣管道中含有氣態(tài)水造成的冰堵問(wèn)題，也已通過(guò)對(duì)上述冰堵類(lèi)型和成因的分析，采取針對(duì)性的措施，其中主要的預(yù)防措施包括以下幾項(xiàng)：其一，對(duì)于進(jìn)入天然氣管道內(nèi)的氣體進(jìn)行嚴(yán)格的準(zhǔn)入檢查，確保其中的含水量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行符合標(biāo)準(zhǔn)程序的干燥后方可進(jìn)入管道；其二，站場(chǎng)的傳輸設(shè)備要進(jìn)行及時(shí)有效的排污，降低設(shè)備上的雜質(zhì)，排除站場(chǎng)管道內(nèi)的積液，從而盡可能的降低可燃冰的凝固；其三，可以在一些防冰堵問(wèn)題嚴(yán)峻的區(qū)域，通過(guò)加入化學(xué)抑制劑的方式抑制類(lèi)似可燃冰等天然氣水合物的形成。

4 結(jié)語(yǔ)

天然氣管道是涉及國(guó)家各項(xiàng)工業(yè)和社會(huì)民生的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于絕大多數(shù)的社會(huì)群體具有提供便捷、環(huán)保、安全的能源的功能。因此，徹底的解決天然氣管道的冰堵問(wèn)題，是保障上述功能的重要基礎(chǔ)。本文通過(guò)對(duì)天然氣管道冰堵的四種類(lèi)型和各自成因的分析，進(jìn)而在結(jié)合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上提出了針對(duì)液態(tài)水和氣態(tài)水兩個(gè)不同天然氣管道冰堵成因類(lèi)型下各自的防治措施，以便為一線的具體操作提供可參考的建議。

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