寒冷地區(qū)天然氣集輸站場防凍設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)

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?yàn)閮龊Φ葘μ烊粴饧夹g(shù)站場造成損害，從而對天然氣的生產(chǎn)與集輸造成不利的影響，因此必須重視防凍設(shè)計(jì)，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(yīng)的防凍設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)樘烊粴饧旑I(lǐng)域提供有效的參考。

寒冷地區(qū)；天然氣；集輸站場；防凍設(shè)計(jì)

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(zhì)狀況、環(huán)境狀況等也存在著差異，且西部地區(qū)氣候嚴(yán)寒，因此可能會因?yàn)閮龊栴}而影響到天然氣收集運(yùn)輸?shù)挠行?。故而在?yán)寒地區(qū)的集輸站場設(shè)計(jì)一系列的防凍措施，就具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 天然氣集輸站場容易受凍害影響的部位

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(nèi)部溫度相對較低，在嚴(yán)寒天氣的影響會由于溫差較大而致使管道結(jié)冰，不利于天然氣的輸送，同時(shí)也會影響到管道的維護(hù)與維修效率。因此必須針對管道進(jìn)行防凍設(shè)計(jì)，避免管道外部結(jié)冰。

1.2 輸氣管線

由于管道內(nèi)部的溫度較低或者其他因素的影響，導(dǎo)致天然氣也會凝固，從而使得輸氣管線內(nèi)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(chǎn)配套管線進(jìn)行防凍保溫的設(shè)計(jì)，以保證輸送的順利進(jìn)行。

1.3 基礎(chǔ)設(shè)施

在天然氣的收集輸站場設(shè)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(shè)有相應(yīng)的過濾系統(tǒng)、排污系統(tǒng)以及回收系統(tǒng)。一旦因?yàn)橥饨鐪囟冗^低而導(dǎo)致這些管道內(nèi)的凝液、污水出現(xiàn)凝結(jié)，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(jìn)行防凍設(shè)計(jì)。

1.4 設(shè)備儀器

在天然氣的運(yùn)輸與收集工作中，涉及到了大量的生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備，大到管線設(shè)備基礎(chǔ)，小到壓力計(jì)、溫度計(jì)等儀器。這些設(shè)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?yàn)闇囟冗^低而碎裂，從而帶來一系列負(fù)面的影響，甚至可能會導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)。

2 天然氣集輸站場的防凍設(shè)計(jì)

2.1 基礎(chǔ)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(jìn)行防凍設(shè)計(jì)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?yàn)閮龊Χ霈F(xiàn)堵塞，就會使得工作停滯，無法正常開展生產(chǎn)活動(dòng)。因此，在輸氣的過程中，應(yīng)當(dāng)實(shí)施伴熱處理，將管道內(nèi)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(shè)計(jì)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(yīng)當(dāng)將相應(yīng)的管道敷設(shè)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(diǎn)之上。這種措施不需要再設(shè)計(jì)其他的防凍措施，也能夠進(jìn)行伴熱處理。而若凍土層的深度較大，超過了118cm，則應(yīng)當(dāng)在上述措施的基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)施的防凍設(shè)計(jì)

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(chǔ)設(shè)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(yán)寒天氣下，在給排水管道與排污管道都可能受凍而結(jié)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(chǔ)設(shè)施中以電伴熱或者水套爐的方式來保證溫度。

2.3 場內(nèi)建筑的防凍設(shè)計(jì)

天然氣集輸站場的防凍設(shè)計(jì)除了管道之外，還涉及到了建筑的保溫設(shè)計(jì)。在建筑施工之初，就必須考慮到天氣狀況，嚴(yán)格按照相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工，從而提高建筑的保溫性，使之能夠適應(yīng)低溫環(huán)境。在建筑布局上，應(yīng)當(dāng)盡可能地布置為南北朝向，使之能夠獲得足夠的光照，同時(shí)要選擇優(yōu)質(zhì)的保溫防凍材料，尤其是室外建筑的基礎(chǔ)設(shè)施，還應(yīng)當(dāng)考慮到防滑的問題，以保障工作人員的安全。

2.4 調(diào)壓設(shè)備的防凍設(shè)計(jì)

調(diào)壓設(shè)備在天然氣集輸中的應(yīng)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(diào)節(jié)來避免水合物的產(chǎn)生。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)了水合物就會在嚴(yán)寒天氣的影響出現(xiàn)凍結(jié)，必須重視調(diào)壓設(shè)備的防凍設(shè)計(jì)。一般說來，應(yīng)當(dāng)在節(jié)流閥后方的管道與設(shè)備中實(shí)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(chǎn)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(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行伴熱處理，即生產(chǎn)設(shè)備以及運(yùn)輸管道都應(yīng)必須進(jìn)行防凍設(shè)計(jì)，以保證水合物不會凝冰堵塞。

3 結(jié)語

集輸站場是在天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，為了保證其在寒冷地區(qū)的有效運(yùn)行，就必須針對可能出現(xiàn)凍害的部位例如管道干線、基礎(chǔ)設(shè)施以及設(shè)備儀器等進(jìn)行高效、安全的防凍設(shè)計(jì)。這樣才能避免因?yàn)槭軆龆鴮?dǎo)致的輸氣堵塞或者設(shè)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(shè)計(jì)技術(shù)[J].石化技術(shù),2016,11:275.

[2]陳莎莎.天然氣集輸站場在寒冷地區(qū)的防凍設(shè)計(jì)淺析[J].中國科技投資,2012,27:39.