李錚 趙燕 張恂

摘要：冬季天然氣輸氣會受到外界溫度的影響，其不僅嚴(yán)重影響天然氣管道的正常運(yùn)行，而且極易造成財產(chǎn)損失。所以，需要采取相應(yīng)的對策，合理防止冬季凍堵問題?；诖耍疚闹攸c討論了天然氣管道冬季凍堵的原因，并明確提出冬季防止凍堵的要點及對策。

關(guān)鍵詞：長輸天然氣管道;冬季凍堵;防治要點

前言：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷，天然氣逐漸取代煤炭，成為城市居民日常生活和工業(yè)生產(chǎn)所必需的重要能源。但是，由于天然氣管道一般敷設(shè)在郊區(qū)，而且大多數(shù)情況下都埋在地下。因此，它們受天氣、季節(jié)和溫度等因素的影響很大。在嚴(yán)冬時節(jié)，凍結(jié)、堵塞問題的發(fā)生，會對天然氣管道的正常運(yùn)行造成極大的影響。所以，本研究便具有一定的價值。

1長輸天然氣管道冬季凍堵的原因

天然氣管道凍堵一般發(fā)生在冬季，經(jīng)常發(fā)生凍堵的直接原因是管道中存在水、液體或蒸汽。液態(tài)水一般在管道建成投產(chǎn)前由于未完全干燥而殘留。溫度低時結(jié)冰，造成管道堵塞;蒸氣水由于其含量高，一般在一定溫度和溫度下會析出液體水，從而在一定條件下生成天然氣水合物。前者一般在管道建設(shè)和生產(chǎn)初期產(chǎn)生，地形起伏較大，彎頭較多的管道容易產(chǎn)生;后者一般是在管道運(yùn)行過程中，由于天然氣中水的成分過高而產(chǎn)生的。天然氣水合物是由水、甲烷、己烷等小分子水蒸氣在一定標(biāo)準(zhǔn)下生成的固體晶體。它看起來像冰塊，會進(jìn)行燃燒。它也被稱為“可燃冰”。生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)包括成分標(biāo)準(zhǔn)、加熱標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)：成分標(biāo)準(zhǔn)、硫化氫、二氧化碳和小分子水以及在一定條件下由氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)和氣態(tài)液態(tài)水組成的含氮化合物;加熱標(biāo)準(zhǔn)，即足夠高的負(fù)荷和足夠的溫度;推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，天然氣體在紊流狀態(tài)下可能有結(jié)晶顆粒。

2天然氣管道在冬季凍堵原因分析

2.1 水合物產(chǎn)生的原因

天然氣在規(guī)定溫度和壓力的環(huán)境中，其中的水、甲烷氣體和硫化氫的分子結(jié)構(gòu)會結(jié)合產(chǎn)生結(jié)晶物質(zhì)形式的化學(xué)物質(zhì)。冬季，由于氣溫下降，上述氣體轉(zhuǎn)化的自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到。因此，冬季在天然氣管道中大量產(chǎn)生這種結(jié)晶形式的天然氣水合物，造成管道堵塞，機(jī)械設(shè)備和儀表沒有辦法正常運(yùn)行。

2.2建成投產(chǎn)時干燥度不足造成凍堵

天然氣管道電焊后，為了檢驗電焊質(zhì)量、氣密性和承壓工作能力，需要對管道進(jìn)行試壓?，F(xiàn)階段管道試壓多采用水壓試驗方法。雖然水壓試驗需要清理以解決干燥問題，但在低洼地區(qū)、彎頭等特殊區(qū)域，管道中不可避免地存在少量殘留水。溫度低時，容易造成凍堵，影響站內(nèi)閥門、調(diào)壓設(shè)備等設(shè)施的正常運(yùn)行，影響到中下游客戶的燃?xì)夤艿馈?/p>

2.3凝析水的集聚

在氣體輸送的整個過程中，隨著輸送距離的變化和自然環(huán)境溫差的變化，一部分水會凝結(jié)出來，慢慢地積聚在管道的最低部分。當(dāng)氣體通過這部分時，會產(chǎn)生水合物，水合物的出現(xiàn)會促使該部分氣體流通范圍縮小，發(fā)生節(jié)流的作用，最終導(dǎo)致管道堵塞，輸送受阻。

2.4站場節(jié)流引起的冰堵

當(dāng)氣體流經(jīng)過濾分離設(shè)備、調(diào)壓橇、孔板流量計等設(shè)備時，會引起天然氣體節(jié)流。隨著氣體溫度降低，氣體漏水點升高，水會析出，生成水合物。這會導(dǎo)致堵塞。如果在過濾分離設(shè)備中產(chǎn)生冰堵，會造成濾芯堵塞，造成濾芯變形破壞;如果在變壓打滑中產(chǎn)生，會造成管道內(nèi)流通總面積減少，甚至全部堵塞，影響中下游客戶天然氣的使用;如果在流量計處產(chǎn)生，會影響流量計的精度;如果是在閥門壓力管處產(chǎn)生，控制模塊將無法準(zhǔn)確檢查數(shù)據(jù)信號，導(dǎo)致閥門誤關(guān)閉。

3長輸天然氣管道冬季凍堵防治要點措施

3.1在冬季加強(qiáng)天然氣氣源的脫水處理

同時充分考慮到天然氣水合物的產(chǎn)生與水分的成分有著直接關(guān)系。因此，可以通過測量天然氣體的水分含量和干燥處理的方法來降低天然氣管道中的水分含量，使其無法產(chǎn)生水合物標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而完成冬季防止管道凍結(jié)和堵塞的實際效果。

3.2加強(qiáng)安全工作

首先，采取相應(yīng)的措施，防止凍堵的發(fā)生。在天然氣管道冬季運(yùn)行期間，應(yīng)加強(qiáng)安全工作，確保注醇機(jī)械設(shè)備完好無損，才能制定科學(xué)合理的注醇方案。為此，在具體的生產(chǎn)過程中，既要保證注醇的成功，也需要及時對注醇的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行和采用相關(guān)工藝技術(shù)進(jìn)行檢查、調(diào)整和檢修。注醇泵安裝后，必須先進(jìn)行調(diào)整，然后才能宣布正式的投入使用。并檢查供電系統(tǒng)，檢查注醇管路有無泄漏，注醇泵、泵體內(nèi)油量、泵壓是否一切正常。其次，就目前而言，要糾正工藝技術(shù)普遍不兼容的問題，進(jìn)一步升級完善防凍液灌裝技術(shù)，有效明確灌裝時間和循環(huán)時間。根據(jù)具體工況，有效明確防凍液加注的相關(guān)主要參數(shù)。一是有效明確了加注防凍液的時間和數(shù)量，產(chǎn)生了天然氣管道內(nèi)天然氣水合物的溫度。同時出現(xiàn)問題應(yīng)在短時間內(nèi)反饋，及時清管、污水處理，防止廢水進(jìn)入中下游天然氣管道。

3.3增設(shè)排水處理解決方案

眾所周知，工業(yè)生產(chǎn)開發(fā)用的氣體中必須含有一定量的輕油和水蒸氣。因此，在天然氣管道的具體施工過程中，管道應(yīng)保持一定的傾斜度，且至少保持一定的傾斜度。排水管道設(shè)備設(shè)置在其閘閥位置，將在該位置收集的水和油排放到管道中。如果天然氣管道內(nèi)的工作壓力較低，則應(yīng)通過人工設(shè)備將管道內(nèi)積聚的油和水排出，并確保管道內(nèi)沒有油和水;相應(yīng)地，如果管道工作壓力比較高，那么可以打開排水管道的設(shè)備利用管道中的空氣壓力自主排放。

3.4渦流無損傷解凍技術(shù)

以往使用噴燈和開水，可以基本解決管道凍結(jié)、堵塞的問題，使冰被融化，當(dāng)其融化時，水被氣體吹出。這兩種方法對管道的防腐層都有一定的損傷。根據(jù)電磁原理，將電能轉(zhuǎn)化為電磁場，將電磁場轉(zhuǎn)化為熱能衍生出渦流無損解凍技術(shù)。將電纜纏繞在解凍管上。插入后，電纜會產(chǎn)生磁感應(yīng)線圈。較大的電磁場磁芯部分會產(chǎn)生較大的熱量，熱量會沿著磁感應(yīng)線圈的軸線發(fā)展改變方向。在一定時間內(nèi)，將管道中的冰融化，這種方法的好處取決于不會破壞管道的防腐涂層。

結(jié)論：

如今，氣體在我們的日常生活和生產(chǎn)中的作用非常重要。針對冬季氣天然氣管道易結(jié)冰、堵塞的情況，相關(guān)工作人員必須高度重視，采取一定的有效措施加以防范和處理，進(jìn)而保障天然氣集輸管網(wǎng)的運(yùn)行安全，提供安全穩(wěn)定的設(shè)備供應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周婧.天然氣輸氣管線凍堵判別與預(yù)防措施[J].化學(xué)工程與裝備，2021（04）：63-64.

[2]王曉歡.天然氣管道凍堵處理方法及預(yù)防措施探究[J].化工管理，2018（19）：151.

[3]丁乙，劉驍.長輸天然氣管道冬季凍堵防治實例[J].油氣儲運(yùn)，2012，31（04）：318-319+327.