天然氣輸配場站冰堵的預(yù)防和處理措施

郭秀平

摘 要：在我國冬季，輸配場站的運行難免會因為冰堵而導(dǎo)致出現(xiàn)各種事故，其不僅僅會給輸氣造成很大的影響，更會導(dǎo)致 設(shè)備的損壞，給系統(tǒng)運行造成了嚴(yán)重威脅。隨著時代的發(fā)展，社會的進步，我們對安全事故也要提高防范意識，真正在生產(chǎn)中做到防患于未然。本文首先針對冰堵事故的成因進行總結(jié)，然后提出了一些有針對性的處理措施，希望可以給相關(guān)工作帶來一些參考，在減少事故發(fā)生的同時，保證我國天然氣運輸?shù)陌踩?。并且本文對?yīng)急處理措施也進行了一些總結(jié)，讓安全理念在整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都能得到有效貫徹。

關(guān)鍵詞：天然氣；輸配場站；冰堵；節(jié)流

中圖分類號：TE88 文獻標(biāo)志碼：A

我國冬季寒冷，在北方，室外溫度往往會低于-30℃。在溫度的影響下，我國天然氣輸配站的冰堵事故屢見不鮮。冰堵在寒冷的冬季是一種非常常見的事故，對于場站來說，其對供氣平穩(wěn)造成很嚴(yán)重的影響，而對于管道下游來說，也會導(dǎo)致無法正常用氣，這會在很大程度上影響整個供氣系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，如果冰堵情況過于嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致管道爆裂。所以我們應(yīng)該針對過去場站出現(xiàn)的冰堵事故進行分析，在此基礎(chǔ)上吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)，首先針對其成因進行總結(jié)，然后提出預(yù)防性措施和處理措施，這樣才能有效地減少冰堵事故的發(fā)生，配合天然氣輸配場站的正常運行，保證人們的生活和生產(chǎn)安全。

1 冰堵事故導(dǎo)致的隱患

正常來說，輸配場站其附近的位置一般都會出現(xiàn)一定程度的節(jié)流，其中比較容易出現(xiàn)冰堵事故的部位包括調(diào)壓器和調(diào)節(jié)閥等等，這就會導(dǎo)致氣體被節(jié)流所影響。這樣一來，天然氣的氣壓和溫度都會有所降低，這也是造成冰堵的直接原因了，一旦其水含量達到條件，并且溫度也降低，冰堵就難免會發(fā)生。冰堵所造成的危害一方面包括設(shè)施損壞、管道扭曲，而如果水壓過大，將會直接穿透調(diào)壓器的皮膜，如果高壓氣體直接運往下游，將會直接加大下游管道的負(fù)荷，管道的超壓運行將會直接導(dǎo)致調(diào)壓器失靈，在嚴(yán)重時，會造成天然氣泄漏，甚至爆炸。如果出現(xiàn)了水合物阻塞，也會影響到調(diào)壓器功能的正常發(fā)揮，其調(diào)壓功能直接實效，給用戶的日常使用帶來不便的同時也會提高下游管道設(shè)備的壓力，超壓運行往往會直接帶來安全隱患。

而水合物將過濾分離器中的細(xì)小網(wǎng)孔直接堵塞，也會直接擴大其內(nèi)外的壓差，這種壓力將會直接導(dǎo)致濾芯扭曲，在嚴(yán)重的時候其結(jié)構(gòu)會被徹底破壞，無法正常發(fā)揮作用。這樣看來，無論是哪種冰堵情況，都會給管道運行帶來很大的影響。所以我們應(yīng)該對原因進行細(xì)致分析，進而才能采取有效的防治和應(yīng)急對策。

2 冰堵現(xiàn)象的成因

如果我們要探討冰堵的成因，就需要我們仔細(xì)分析為什么會產(chǎn)生冰，并且為什么會導(dǎo)致堵塞，這兩個問題弄清楚才能理清冰堵現(xiàn)象的原因。

其實形成冰堵的冰來源于天然氣的水合物，其實質(zhì)上就是天然氣中的一些成分和液態(tài)水共同組成的晶體，這種晶體在一定的溫度和壓力下形成，但本身并非化合物，所以非常不問鎖定。其外表介于冰和雪之間，如果這種物質(zhì)大量聚集，就會造成冰堵，給管道運行造成阻礙。

所以我們探討冰堵如何形成，其實就是探討水合物的成因。水合物的形成因素分為3點，并且這3點雖然看似毫無關(guān)聯(lián)，但也是缺一不可。首先天然氣中的水分應(yīng)該足夠，其溫度和壓力也要滿足相應(yīng)的條件，氣體內(nèi)部存在擾流。

造成冰堵的重要原因就是天然氣內(nèi)所含有的水分，而溫度和壓力條件則是其中的次要因素，在滿足了這兩個條件的基礎(chǔ)上，其內(nèi)部若是存在擾流，則極有可能發(fā)生冰堵事故了。我國冬季氣溫很低，天然氣內(nèi)如果具有足夠的含水量，加之氣流通過的時候溫度迅速下降，將會直接產(chǎn)生擾流，進而導(dǎo)致冰堵的出現(xiàn)。

3 冰堵事故的防治措施

經(jīng)過前文總結(jié)，我們已經(jīng)知道，產(chǎn)生冰堵的因素一共有4種，其一是水含量，其二是溫度，其三是壓力，最后是擾流，所以我們可以根據(jù)這4點原因來提出具體的對策。

3.1 盡量減少天然氣水含量。對于這方面的因素來說，保證天然氣中的水含量處于一個較低的水平，阻止水蒸氣的冷凝。使用過濾分離器就可以盡量降低天然氣的水含量，直接將其中的水分從天然氣中排除。尤其是在冬季低溫的情況下，其出現(xiàn)節(jié)流的部位有部分液態(tài)水的積存，這部分水是非常容易結(jié)冰的，進而給管道造成堵塞。所以我們也要采取一系列有效措施來排除其中存在的液態(tài)水，避免冰堵。

3.2 降低氣壓。在整個天然氣場站中，冰堵的高發(fā)地帶就是調(diào)壓系統(tǒng)，所以我們應(yīng)該對上游和下游的氣壓進行調(diào)節(jié)，對上游應(yīng)該降低壓力，對下游則應(yīng)該降低壓力，不會讓天然氣溫度產(chǎn)生過于明顯的變化，這也是一個預(yù)防冰堵的有效手段，尤其是在調(diào)壓系統(tǒng)中，這種手段的效果更是非常明顯。

3.3 升高溫度。水的溫度降到一定程度才會結(jié)冰，同樣水蒸氣也要降溫才能形成液態(tài)水。提高天然氣的溫度一方面能夠避免形成水化物。我們可以選用合適的加熱裝置和水套爐裝置來提高整個管道或者天然氣的溫度。當(dāng)前來看，最為常見的防病毒方式就是在脆弱部位安置電伴熱，例如調(diào)壓閥和引壓管等等，這些都是容易產(chǎn)生冰堵的脆弱部位。而安裝水套爐設(shè)備則直接可以加熱其內(nèi)部的天然氣，始終保持天然氣的溫度，避免其降到水露點之下，也避免液態(tài)水的形成， 這就可以有效地防治冰堵。

3.4 向氣流中加人抑制劑，降低水化物的形成溫度。

化學(xué)抑制劑（甲醇、乙醇、乙二醇（EG）或二甘醇（DEG）幾種）有良好的親水性，能吸收大量水分，減少氣體中的水分含量，使天然氣露點降低，增加水合物形成難度。

4 冰堵的處理措施當(dāng)輸氣場站設(shè)備發(fā)生冰堵后，與防止水合物生產(chǎn)的方法相似，可以采用以下方法進行應(yīng)急處置

4.1 冰堵段放空降壓。采取對冰堵部位進行放空或降壓，使水合物的形成溫度隨壓力下降而降低，當(dāng)其降至低于管線內(nèi)天然氣溫度時，已形成的水合物將發(fā)生分解，達到解除冰堵的目的。

4.2 加熱解堵法。在已形成水合物的部位，利用熱源加熱天然氣（如電伴熱、熱水），提高天然氣的溫度，破壞水合物的形成條件，使形成的水合物分解，并被天然氣帶走，從而解除水合物在局部位置的堵塞。

4.3 注人防凍劑解堵法。通過注入甲醇，利用其良好的親水性優(yōu)先與水分子結(jié)合，吸收大量水分，減少氣體中的水分含量，破壞水合物形成所需的熱力學(xué)條件，使水合物分解，達到解除冰堵的效果。

結(jié)語

在天然氣管道運輸中，冰堵情況的存在會給管道帶來嚴(yán)重阻塞，并且也嚴(yán)重影響著儀表和設(shè)備的安全。本文首先說明了冰堵這種現(xiàn)象存在所造成的危害以及其產(chǎn)生原因，之后在此基礎(chǔ)上提出了幾條有效措施用以預(yù)防冰堵事件的發(fā)生，首先可以適當(dāng)提高天然氣溫度，或者降低氣壓、盡量去除天然氣中的水分以及適當(dāng)使用抑制劑。而對于冰堵情況出現(xiàn)之后，我們也可以通過降壓和加熱的方式進行處理，也可以播撒防凍劑，所以這樣看來，對于管道冰堵的問題雖然我們已經(jīng)有了一些處理方式，但目前來說仍然不夠完善，相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合實際情況來提出措施來進行處理，保證我國天然氣運輸能夠順利進行。

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