BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇冰堵淺析

王宇寧 王開闖

摘 要：冬季氣溫降低時(shí)，LNG加氣站的BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇在生產(chǎn)運(yùn)行期間容易發(fā)生冰堵現(xiàn)象。根據(jù)部分高速公路服務(wù)區(qū)LNG加氣站內(nèi)BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況中冰堵發(fā)生的時(shí)間、位置、嚴(yán)重情況加以分析，給出有效的預(yù)防措施和處理方法。

關(guān)鍵詞：冰堵;預(yù)防措施;處理方法

1 引言

近年來，能源供需不斷增大，而對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求不但沒有降低，反而不斷提高。為了打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，有效減少重污染天氣發(fā)生頻率，減輕污染程度，降低霧霾天數(shù)，國家、省、地方各級(jí)政府出臺(tái)了各種方案。相比于煤炭、石油，天然氣燃燒產(chǎn)生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多，對(duì)大氣污染又低，有很好的環(huán)保性能，更符合國家今后的能源發(fā)展方向[1]。天然氣液化后，體積縮小為原來的1/600，不僅便于運(yùn)輸，而且燃燒更持久，用于汽車燃料，汽車?yán)m(xù)航里程大幅提高。由于液化天然氣比柴油更加經(jīng)濟(jì)、安全、高效，因此燃?xì)庵乜ㄔ谪涍\(yùn)重卡中的占比逐年增加，我國各省份越來越多的高速服務(wù)區(qū)開始投資建設(shè)LNG加氣站。考慮到“煤改氣”項(xiàng)目的推進(jìn)，高速服務(wù)區(qū)內(nèi)的燃煤鍋爐需改成燃?xì)忮仩t，在高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)的部分LNG加氣站還配套建設(shè)了BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇，在肩負(fù)著為通行車輛提供能源補(bǔ)給責(zé)任的同時(shí)，也承擔(dān)著為高速服務(wù)區(qū)鍋爐供氣的重任。燃煤鍋爐需要人工添加煤，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差，運(yùn)行成本高。換成燃?xì)忮仩t后，氣體燃料通過管道進(jìn)行輸送，帶來了極大的方便。與此同時(shí)就需保障BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇的安全生產(chǎn)運(yùn)行，掌握預(yù)防及處理橇內(nèi)管道及相關(guān)設(shè)備發(fā)生冰堵現(xiàn)象的方法就顯得頗為重要。

2 BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇的工作原理

液化天然氣（LNG）是天然氣經(jīng)過壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)溫度（-161.5℃）后變成的液體，在LNG加氣站中一般儲(chǔ)存在具有低溫絕熱結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐內(nèi)[2]。值得注意的是，由于工藝原因，站內(nèi)儲(chǔ)罐、泵池、管道等設(shè)備內(nèi)的LNG與外界環(huán)境不可避免地存在熱量交換，導(dǎo)致BOG（閃蒸氣）的產(chǎn)生。BOG的產(chǎn)生會(huì)引起儲(chǔ)罐、泵池等設(shè)備的壓力升高，使得LNG加氣站的安全生產(chǎn)運(yùn)行受到影響[3]。特別是當(dāng)LNG

加氣站的銷量過低時(shí)，LNG存放時(shí)間過長，儲(chǔ)罐壓力不斷上漲，出于安全考慮，就需要將產(chǎn)生的BOG氣體放散掉。LNG加氣站內(nèi)增設(shè)一套BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇不僅可以滿足鍋爐用氣的基礎(chǔ)上，還可以減少氣量損失，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本。BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇與加氣站內(nèi)的儲(chǔ)罐相連。BOG氣體從儲(chǔ)罐出來后，流經(jīng)氣化器、調(diào)壓計(jì)量裝置、緩沖罐，最后輸送至燃?xì)忮仩t。當(dāng)BOG氣體的產(chǎn)生量滿足不了需求時(shí)，還可以將儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG直接氣化，滿足鍋爐用氣需求。

3 BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇冰堵原因及預(yù)防措施

天然氣在管道輸送時(shí)，其中的一些組份（甲烷、乙烷等）與水分子在特定壓力、溫度條件下形成的白色結(jié)晶體，類似致密的冰雪，密度為0.8-0.9g/cm3，學(xué)術(shù)稱為水合物，俗稱可燃冰，形成溫度可高于0℃，從而發(fā)生冰堵現(xiàn)象。

水合物易在高壓低溫環(huán)境下形成，為有效地預(yù)防BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇冰堵現(xiàn)象產(chǎn)生，就需要破壞水合物的形成條件。冰堵現(xiàn)象易發(fā)生的部位多為過濾、調(diào)壓、彎頭等設(shè)備處。冰堵的位置不同，造成的后果也相應(yīng)不同。如果過濾分離器冰堵，會(huì)引發(fā)濾芯堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致濾芯變形或損壞[4];如果調(diào)壓撬冰堵，管內(nèi)流通面積減小，甚至全部堵塞，會(huì)影響下游用戶的正常用氣;如果流量計(jì)冰堵，流量計(jì)的精準(zhǔn)度會(huì)受到影響;如果儀表引壓管冰堵，指針會(huì)異常波動(dòng)。由此可見預(yù)防冰堵的重要性，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行：一是要在冬季運(yùn)行前檢查BOG調(diào)壓計(jì)量橇內(nèi)的過濾器、閥門，并清除其中的水分和雜質(zhì);二是及時(shí)開啟水浴式加熱器，并進(jìn)行觀測，根據(jù)液位不定時(shí)加水。如果沒有水浴式加熱器，或者水浴式加熱器不能滿足需求，應(yīng)在BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇內(nèi)部分管道纏繞伴熱帶，并對(duì)其加熱效果進(jìn)行觀測，損壞的伴熱帶需及時(shí)更換;三是對(duì)易發(fā)生冰堵的設(shè)備或其構(gòu)件，如局部管道低點(diǎn)、彎頭、過濾器的濾芯，定期檢查并除水、排污，同時(shí)還要制定相應(yīng)的應(yīng)急處理措施。

4 冰堵的處理方法

BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇在實(shí)際運(yùn)行過程中，如果發(fā)生冰堵現(xiàn)象，就需要根據(jù)具體實(shí)際情況采取合理有效的處理方法。通過破壞水合物的形成條件，以達(dá)成解堵目的的方法有熱水澆注法、降壓解堵法、加注抑制劑法[5]。根據(jù)冰堵設(shè)備、位置的不同，常用的解堵方法有直接清理法和分輸管路解堵法。這五種方法具體說明如下：

4.1 熱水澆注法

直接將熱水澆注在冰堵位置上，通過升溫來破壞水合物形成條件，使得冰堵位置上的水合物分解。該方法簡單有效，但是也有其局限性。首先該方法一般適用于小口徑管道或調(diào)壓、節(jié)流設(shè)備，如引壓管等;其次，冰堵位置處的設(shè)備或材料受熱應(yīng)力影響比較嚴(yán)重的情況下，同樣不適用該方法。

4.2 降壓解堵法

將冰堵部位的工作壓力調(diào)低，或者干脆直接放空至壓力為零。該方法是通過降壓的方式來破壞水合物形成條件，一般壓力每降1MPa，水合物形成溫度就會(huì)降低3-5℃，適用于大口徑管道、流量調(diào)節(jié)閥等設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)為簡單、易操作，而缺點(diǎn)則是解堵時(shí)間長影響正常輸氣，同時(shí)還會(huì)造成部分氣量損失。

4.3 加注抑制劑法

和熱水澆注法、降壓解堵法一樣，該方法也是通過破壞水合物形成條件，從而使水合物分解。所不同的是，該方法利用了防凍劑良好的親水性能，從而降低管線內(nèi)天然氣的水含量。相比于降壓解堵法，加注抑制劑法解堵時(shí)間快，但是其缺點(diǎn)也很明顯，那就是加注設(shè)備的投入與使用增加了運(yùn)行成本。所以該方法一般用于某些特殊情況，比如當(dāng)?shù)芈窆芫€發(fā)生冰堵時(shí)，熱水澆注法和直接清理法就不適合解堵，此時(shí)可以通過配套的加注設(shè)備將甲醇等防凍劑注入冰堵的管線。

4.4 直接清理法

冬季鍋爐燃燒供暖的時(shí)間段一般為夜晚和凌晨，所以BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇在白天的時(shí)候是停止工作的。在該時(shí)間段內(nèi)可以直接將冰堵的設(shè)備打開或拆卸進(jìn)行水合物清理，這樣就不會(huì)影響到鍋爐用氣。需要注意的是，在使用該方法前需確定冰堵設(shè)備便于拆卸和安裝。

4.5 分輸管路解堵法

為了在維修的同時(shí)不影響用戶正常用氣，一般情況下裝有調(diào)壓和計(jì)量設(shè)備的這部分管路都安裝有備用管路。分輸管路冰堵時(shí)，先將備用管路閥門打開，然后再將冰堵管路閥門關(guān)閉，此時(shí)就可以對(duì)冰堵管段采取一定措施以達(dá)到解堵的目的，比如在冰堵管道上纏繞大功率電伴熱，進(jìn)而快速分解水合物。

5 結(jié)束語

在冬季運(yùn)行期間，為了滿足鍋爐用氣需求，防止BOG回收調(diào)壓計(jì)量橇內(nèi)工藝管線及設(shè)備冰堵是工作中的重點(diǎn)。然而一旦發(fā)生冰堵現(xiàn)象，就需要根據(jù)具體情況及時(shí)采取合理的處理措施，快速解決問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯清友，張凱.淺析天然氣管道的冰堵原因及相應(yīng)解決策略[J].中國科技縱橫，2017，000（020）：165+167.

[2]潘長滿.天然氣管道冰堵發(fā)生原因及解決對(duì)策[J].化工管理，2016，000（016）：163.

[3]王志方，李波，吳巖.天然氣管道冰堵發(fā)生原因及解堵措施[J].天然氣與石油，2014（01）：10+56-59.

[4]姜宇.試述天然氣管道冰堵發(fā)生原因及解堵措施[J].商品與質(zhì)量，2015，000（026）：22-22.

[5]藍(lán)維波，郭芳.天然氣管道冰堵發(fā)生原因及解堵措施[J].中國化工貿(mào)易，2015（21）.

作者簡介：

王宇寧（1989- ），男，陜西延安人，助理工程師，在陜西燃?xì)饧瘓F(tuán)交通能源發(fā)展有限公司從事天然氣場站運(yùn)營管理工作。

王開闖（1991- ），男，陜西安康人，助理工程師，在陜西燃?xì)饧瘓F(tuán)交通能源發(fā)展有限公司從事天然氣場站建設(shè)工作。