天然气输配场站冰堵的预防和处理措施

天然气输配场站冰堵的预防和处理措施

李少帅

李少帅

山东天蒙能源工程技术有限公司山东省临沂市276000

摘要：我国冬季寒冷，在北方，室外温度往往会低于-30℃。在温度的影响下，我国天然气输配站的冰堵事故屡见不鲜。冰堵在寒冷的冬季是一种非常常见的事故，对于场站来说，其对供气平稳造成很严重的影响，而对于管道下游来说，也会导致无法正常用气，这会在很大程度上影响整个供气系统的经济效益，如果冰堵情况过于严重，甚至会导致管道爆裂。所以我们应该针对过去场站出现的冰堵事故进行分析，在此基础上吸取经验和教训，首先针对其成因进行总结，然后提出预防性措施和处理措施，这样才能有效地减少冰堵事故的发生，配合天然气输配场站的正常运行，保证人们的生活和生产安全。

关键词：天然气输配；场站冰堵；预防和处理

在天然气管道运输中，冰堵情况的存在会给管道带来严重阻塞，并且也严重影响着仪表和设备的安全。本文首先说明了冰堵这种现象存在所造成的危害以及其产生原因，之后在此基础上提出了几条有效措施用以预防冰堵事件的发生，首先可以适当提高天然气温度，或者降低气压、尽量去除天然气中的水分以及适当使用抑制剂。而对于冰堵情况出现之后，我们也可以通过降压和加热的方式进行处理，也可以播撒防冻剂，所以这样看来，对于管道冰堵的问题虽然我们已经有了一些处理方式，但目前来说仍然不够完善，相关人员应该结合实际情况来提出措施来进行处理，保证我国天然气运输能够顺利进行。

1冰堵原因及危害

分输站天然气管道冰堵一般发生在气温较低的冬季，特别是寒冷的北方，冰堵产生的原因主要有以下几种原因：1）管道内部有游离水存在，脱水不彻底或者排污不及时；2）向下游分输过程中上下游压差过大，产生节流效应；3）管道内部压力或者温度急剧的突变；4）天然气流速快，管径有突变位置或者节流孔板处等；5）管道内天然气温度过低，长时间不停输产生的累积冰堵。管道内部液态水一般是由于管道投产前干燥不彻底或者干线清管带入场站或者长时间没有对过滤器和汇管等设备进行定期排污造成的。当开阀向下游分输供气时，管道内的液态水混杂着天然气在管道内部流动，通过工作调压器产生节流效应会加剧产生冰堵，致使工作调压器流通口径减小，甚至分输过程中直接堵死，造成无法向下游供气。气态水一般在一定含量、一定温度和压力下析出液态水，并在一定条件下生成天然气水合物，进而形成冰堵。液态水一般发生在管道投产试运行初期，并且管道上下落差较大和拐弯较多的管段较易发生；气态水一般在管道运行过程中，由于天然气中水含量过高而引起。两者在产生冰堵过程中都会形成类似于冰的天然气水合物堵塞管道、阀门以及口径较小的引压管，导致设备失灵或者异常关断，甚至部分设备因冰堵导致节流效应使管道长时间产生冻胀，导致管道变形和隆起，引发事故。

2冰堵现象的成因

如果我们要探讨冰堵的成因，就需要我们仔细分析为什么会产生冰，并且为什么会导致堵塞，这两个问题弄清楚才能理清冰堵现象的原因。其实形成冰堵的冰来源于天然气的水合物，其实质上就是天然气中的一些成分和液态水共同组成的晶体，这种晶体在一定的温度和压力下形成，但本身并非化合物，所以非常不问锁定。其外表介于冰和雪之间，如果这种物质大量聚集，就会造成冰堵，给管道运行造成阻碍。所以我们探讨冰堵如何形成，其实就是探讨水合物的成因。水合物的形成因素分为3点，并且这3点虽然看似毫无关联，但也是缺一不可。首先天然气中的水分应该足够，其温度和压力也要满足相应的条件，气体内部存在扰流。造成冰堵的重要原因就是天然气内所含有的水分，而温度和压力条件则是其中的次要因素，在满足了这两个条件的基础上，其内部若是存在扰流，则极有可能发生冰堵事故了。我国冬季气温很低，天然气内如果具有足够的含水量，加之气流通过的时候温度迅速下降，将会直接产生扰流，进而导致冰堵的出现。

3冰堵事故的防治措施

3.1尽量减少天然气水含量

对于这方面的因素来说，保

证天然气中的水含量处于一个较低的水平，阻止水蒸气的冷凝。使用过滤分离器就可以尽量降低天然气的水含量，直接将其中的水分从天然气中排除。尤其是在冬季低温的情况下，其出现节流的部位有部分液态水的积存，这部分水是非常容易结冰的，进而给管道造成堵塞。所以我们也要采取一系列有效措施来排除其中存在的液态水，避免冰堵。

3.2降低气压

在整个天然气场站中，冰堵的高发地带就是调压系统，所以我们应该对上游和下游的气压进行调节，对上游应该降低压力，对下游则应该降低压力，不会让天然气温度产生过于明显的变化，这也是一个预防冰堵的有效手段，尤其是在调压系统中，这种手段的效果更是非常明显。

3.3升高温度

水的温度降到一定程度才会结冰，同样水蒸气也要降温才能形成液态水。提高天然气的温度一方面能够避免形成水化物。我们可以选用合适的加热装置和水套炉装置来提高整个管道或者天然气的温度。当前来看，最为常见的防病毒方式就是在脆弱部位安置电伴热，例如调压阀和引压管等等，这些都是容易产生冰堵的脆弱部位。而安装水套炉设备则直接可以加热其内部的天然气，始终保持天然气的温度，避免其降到水露点之下，也避免液态水的形成，这就可以有效地防治冰堵。

3.4向气流中加人抑制剂，降低水化物的形成温度

化学抑制剂（甲醇、乙醇、乙二醇（EG）或二甘醇（DEG）几种）有良好的亲水性，能吸收大量水分，减少气体中的水分含量，使天然气露点降低，增加水合物形成难度。

4冰堵的处理措施当输气场站设备发生冰堵后，与防止水合物生产的方法相似，可以采用以下方法进行应急处置

冰堵段放空降压。采取对冰堵部位进行放空或降压，使水合物的形成温度随压力下降而降低，当其降至低于管线内天然气温度时，已形成的水合物将发生分解，达到解除冰堵的目的。加热解堵法。在已形成水合物的部位，利用热源加热天然气（如电伴热、热水），提高天然气的温度，破坏水合物的形成条件，使形成的水合物分解，并被天然气带走，从而解除水合物在局部位置的堵塞。注人防冻剂解堵法。通过注入甲醇，利用其良好的亲水性优先与水分子结合，吸收大量水分，减少气体中的水分含量，破坏水合物形成所需的热力学条件，使水合物分解，达到解除冰堵的效果。

5结论

只要天然气（节流、扰动、突变、温度低、设备设计问题等）冰堵产生的原因找到了，采取对症下药的解决措施，就能解决或者减少冰堵或者冻胀带来的危害，希望大家在基层岗位上结合现场实际情况采取不同的防冰堵和防冻胀措施，从而达到事半功倍的效果，减少安全生产过程中不必要的麻烦，保证场站设备的安全平稳运行。此外，在站内输气管线内冰堵产生的初期过程也有可能产生冻胀问题，特别是埋地管线。在日常巡检、巡查和分输过程中要严格按照操作规程操作，按照季节高低调节好电加热、电伴热和加热炉等加热设备，防止冰堵和冻胀的产生，从源头上控制好各项分输参数，采取合理的控制措施或者分输方式（间歇分输、提高分输压力、温度等），就能控制好现场设备产生冰堵或者冻胀带来的危害，为管道的安全平稳运行打下坚实的基础，也为自身的工作创造了良好的安全环境。

参考文献

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