天然气设备冰堵问题管理措施

天然气设备冰堵问题管理措施

孟超,王森 ,赵自更,杨忠全

石家庄输油气分公司

摘要：天然气装置给人类的生产和生活带来了极大的方便，但是在秋季和冬季，由于天气和温度的剧烈波动，导致装置的结冰和堵塞现象时有发生，给人类的生产和生活带来了很大的困难。因此，必须对天然气装置结冰的成因和危害性进行全面的认识，并对其进行有效的管理，以防止结冰。

关键词：天然气设备；冰堵问题；管理措施

1天然气设备冰堵的危害

造成天然气装置结冰的因素很多，但通常都与水合物的生成有关。天然气管线中的水化物会对管线的输送造成不利的影响。在天然气设备中，如果发生冰堵，其造成的危害主要有以下四个方面：①水化物在天然气设备中的存在，会慢慢地流动到与天然气设备干线运输和输气流有关的部位，比如流通于天然气设备的阀门和节流装置等部位，在这个流动的过程中，不但会影响到天然气设备的正常运输，还会造成堵塞等一系列的问题。天然气管线上段的压力比较高，当压力逐步升高，特别是上下段压力差过大时，会使管线的正常运行变得非常困难。②通常，节流阀是最易形成水化物的部位，受其作用，介质流量测量精度将逐步降低。但在实际生产中，测量值和测量值之间存在着很大的偏差，从而影响到装置的正常运转。③在天然气装置的气-液联动切断阀上，也极易形成水化物，并逐步干扰有关控制装置的探测信号，造成有关信号探测时延过大，进而影响到天然气阀门的操纵。④在某些情况下，在已关阀的情况下，仍存在着水化物在死气区或阀室中生成的可能。随着水合物含量的增加，输气管线也极易发生冻结开裂。一般情况下，这一问题很可能发生在秋、冬两季，也就是气源装置刚开工的时候。

2天然气设备冰堵发生原因

2.1天然气水露点

随着天然气的输送，其露点指数反映了其饱和含水量，含水量越大，露点越高，含水量越大，其露点越高。故在输送时，为了使输送装置能维持较好的输送效果，可采用降水露点的方法。在输气管线上，要求测得的环境温度最低应高于气液露点5℃。所以，我们所说的输气条件，主要是指在一定的条件下，观测点所处的输气管线所处的工作状态。例如，在天然气装置中，如果其水分含量不变，则在管线中继续升高，则水的露点将逐渐升高。因此，在输送天然气的过程中，对管道内的水露点进行测量和分析，就可以对自由水的有关信息进行掌握，从而对天然气管道内是否具有形成水化物的基础条件进行判断。

2.2天然气水合物的形成

在天然气水合物中还含有多种类型的分子元素，它们在与水相结合后，会逐步形成固体晶体，通常以雪沫和碎冰的形式存在，这些固体晶体会在天然气设备中积累，从而对天然气设备的输送效果造成影响，从而造成天然气设备的冰堵。导致天然气设备结冰的最重要因素是水合物，但水合物的生成又受温度、压力、湿度、气体等因素的影响，且在外界恶劣环境的作用下，很可能会产生水合物，从而导致天然气设备结冰。

3天然气设备冰堵的预防措施

3.1加大清管力度

天然气设备所运输的气体中含有大量的水份，不仅会对其运输效果造成很大的影响，而且还会受到大气温度的影响，产生结冰现象。所以，对天然气装置进行及时清管，就成了防止装置结冰的根本措施。要从根本上杜绝气态装置的结冰现象，必须从根本上解决气态装置的结冰问题。在输油管线服役时间的不同，对输油管线的清管所能起到的效果也各不相同。在气源装置开始使用前，进行清管，以排除处理过程中残余的杂质、水为主要目标；而在天然气装置已开始输送的情况下，清管工作的重点是清除管线中的沉淀水和碎渣，以提高输送的效率；对于经过一定时期的燃气装置，进行清管，可以发现是否存在腐蚀、泄漏等问题，从而保证燃气输送的安全。在进行清管时，可尝试利用过滤器和分离器等装置来改善清管效果，并通过减少管线中的含气量来达到对水露点的控制。

3.2提升管道温度

在输气管线中，受温度的影响，在输气管线中发生结冰堵塞现象，称为“冰堵”现象，而增加温度是一种行之有效的方法。对于目前的燃气装置来说，提高温度是最简单和最有希望的办法。采用调压阀和引压管外接加热器的方法，可在空气温度较低时，及时开启加热器，避免因空气温度较低而造成的气体设备阻塞。但是，在天然气管道的内部，可以直接将一个内部的加热装置，这样就可以让整个天然气的温度变得更均匀，保证每一段的天然气的温度都要高于水露点，这样就可以从根本上避免天然气设备的冰堵问题。

3.3降低管道气压

在天然气装置出现结冰现象的重点部位，调压系统的降压可以起到显著的效果。首先，通过调整高压、低压、高冰阻路段的内外压力，来控制管线内部温度的急剧波动，从而保证每一条管线的温度分布均匀，从而避免发生冰阻。

3.4加入抑制剂

在天然气装置中添加缓蚀剂，使其不具备生成水合物的环境，即便是生成的，也会被缓蚀剂所破坏。常用的缓蚀剂有氯化钙，甲醇，乙二醇等。但在施工过程中，除在管线中添加缓蚀剂、抗结剂外，还应对管线内的杂质进行及时清除。因为缓蚀剂是有毒的，所以在清洗、添加缓蚀剂时，必须做好保护措施。

4天然气设备冰堵的解决方法

4.1输气设备发生冰堵

4.1.1调压阀指挥器

因为调节阀门的导流孔很小，所占的空间也不大，所以即使发生了冰块堵塞，也不易形成大量的水化产物。因此，调节阀门控制装置的结冰，可以用热水来解决。

4.1.2流量调节阀

当流量调节阀被冰块堵塞的时候，单纯的用热水来降温是很困难的。如果不能在短时间内将管路输气的压力降下来，则可以通过临时节流来调整，使调压阀的前后压差达到均衡，从而使冰堵问题得到逐步解决和解决。当调压计量支路达到一定的要求时，采用分输支路和分支开关的方法也是一种有效的方法。

4.1.3分离器、汇管排污管线

一旦分离器、总管的排放管路出现结冰，采用在线排放方法能得到很好的处理，但必须要慢慢开启阀套型排放阀门。同时，还能在适当的时候暂时停止操作，等冰块堵塞问题得到解决后，再继续操作。

4.2输气管段发生冰堵

4.2.1降压解堵法

在输气管线中，通过从生成水合物的管线中排出一部分天然气，使其在管线中的压力逐步降低，使其在管线中的生成温度逐步降低，同样可以有效地消除结冰现象。

4.2.2加热法

对于某些埋地管道，首先要进行挖掘工作，并根据具体情况，选取行之有效的方案，来解决天然管道的冰堵问题。

结语

要想解决天然气设备出现的冰堵问题，必须从防止和解决两个方面，采取行之有效的措施，并与天气、地形和人为因素相结合，对天然气水露点进行有效的控制，这样就可以从根源上将天然气设备的冰堵问题解决掉。

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