例談長輸天然氣管道冬季凍堵防治要點

李錚 趙燕 張恂

摘要：冬季天然氣輸氣會受到外界溫度的影響，其不僅嚴重影響天然氣管道的正常運行，而且極易造成財產損失。所以，需要采取相應的對策，合理防止冬季凍堵問題?；诖?，本文重點討論了天然氣管道冬季凍堵的原因，并明確提出冬季防止凍堵的要點及對策。

關鍵詞：長輸天然氣管道;冬季凍堵;防治要點

前言：

隨著我國經濟的不斷，天然氣逐漸取代煤炭，成為城市居民日常生活和工業生產所必需的重要能源。但是，由于天然氣管道一般敷設在郊區，而且大多數情況下都埋在地下。因此，它們受天氣、季節和溫度等因素的影響很大。在嚴冬時節，凍結、堵塞問題的發生，會對天然氣管道的正常運行造成極大的影響。所以，本研究便具有一定的價值。

1長輸天然氣管道冬季凍堵的原因

天然氣管道凍堵一般發生在冬季，經常發生凍堵的直接原因是管道中存在水、液體或蒸汽。液態水一般在管道建成投產前由于未完全干燥而殘留。溫度低時結冰，造成管道堵塞;蒸氣水由于其含量高，一般在一定溫度和溫度下會析出液體水，從而在一定條件下生成天然氣水合物。前者一般在管道建設和生產初期產生，地形起伏較大，彎頭較多的管道容易產生;后者一般是在管道運行過程中，由于天然氣中水的成分過高而產生的。天然氣水合物是由水、甲烷、己烷等小分子水蒸氣在一定標準下生成的固體晶體。它看起來像冰塊，會進行燃燒。它也被稱為“可燃冰”。生產標準包括成分標準、加熱標準和生產促進標準：成分標準、硫化氫、二氧化碳和小分子水以及在一定條件下由氣態分子結構和氣態液態水組成的含氮化合物;加熱標準，即足夠高的負荷和足夠的溫度;推進標準，天然氣體在紊流狀態下可能有結晶顆粒。

2天然氣管道在冬季凍堵原因分析

2.1 水合物產生的原因

天然氣在規定溫度和壓力的環境中，其中的水、甲烷氣體和硫化氫的分子結構會結合產生結晶物質形式的化學物質。冬季，由于氣溫下降，上述氣體轉化的自然環境標準已達到。因此，冬季在天然氣管道中大量產生這種結晶形式的天然氣水合物，造成管道堵塞，機械設備和儀表沒有辦法正常運行。

2.2建成投產時干燥度不足造成凍堵

天然氣管道電焊后，為了檢驗電焊質量、氣密性和承壓工作能力，需要對管道進行試壓?，F階段管道試壓多采用水壓試驗方法。雖然水壓試驗需要清理以解決干燥問題，但在低洼地區、彎頭等特殊區域，管道中不可避免地存在少量殘留水。溫度低時，容易造成凍堵，影響站內閥門、調壓設備等設施的正常運行，影響到中下游客戶的燃氣管道。

2.3凝析水的集聚

在氣體輸送的整個過程中，隨著輸送距離的變化和自然環境溫差的變化，一部分水會凝結出來，慢慢地積聚在管道的最低部分。當氣體通過這部分時，會產生水合物，水合物的出現會促使該部分氣體流通范圍縮小，發生節流的作用，最終導致管道堵塞，輸送受阻。

2.4站場節流引起的冰堵

當氣體流經過濾分離設備、調壓橇、孔板流量計等設備時，會引起天然氣體節流。隨著氣體溫度降低，氣體漏水點升高，水會析出，生成水合物。這會導致堵塞。如果在過濾分離設備中產生冰堵，會造成濾芯堵塞，造成濾芯變形破壞;如果在變壓打滑中產生，會造成管道內流通總面積減少，甚至全部堵塞，影響中下游客戶天然氣的使用;如果在流量計處產生，會影響流量計的精度;如果是在閥門壓力管處產生，控制模塊將無法準確檢查數據信號，導致閥門誤關閉。

3長輸天然氣管道冬季凍堵防治要點措施

3.1在冬季加強天然氣氣源的脫水處理

同時充分考慮到天然氣水合物的產生與水分的成分有著直接關系。因此，可以通過測量天然氣體的水分含量和干燥處理的方法來降低天然氣管道中的水分含量，使其無法產生水合物標準，進而完成冬季防止管道凍結和堵塞的實際效果。

3.2加強安全工作

首先，采取相應的措施，防止凍堵的發生。在天然氣管道冬季運行期間，應加強安全工作，確保注醇機械設備完好無損，才能制定科學合理的注醇方案。為此，在具體的生產過程中，既要保證注醇的成功，也需要及時對注醇的機械設備進行和采用相關工藝技術進行檢查、調整和檢修。注醇泵安裝后，必須先進行調整，然后才能宣布正式的投入使用。并檢查供電系統，檢查注醇管路有無泄漏，注醇泵、泵體內油量、泵壓是否一切正常。其次，就目前而言，要糾正工藝技術普遍不兼容的問題，進一步升級完善防凍液灌裝技術，有效明確灌裝時間和循環時間。根據具體工況，有效明確防凍液加注的相關主要參數。一是有效明確了加注防凍液的時間和數量，產生了天然氣管道內天然氣水合物的溫度。同時出現問題應在短時間內反饋，及時清管、污水處理，防止廢水進入中下游天然氣管道。

3.3增設排水處理解決方案

眾所周知，工業生產開發用的氣體中必須含有一定量的輕油和水蒸氣。因此，在天然氣管道的具體施工過程中，管道應保持一定的傾斜度，且至少保持一定的傾斜度。排水管道設備設置在其閘閥位置，將在該位置收集的水和油排放到管道中。如果天然氣管道內的工作壓力較低，則應通過人工設備將管道內積聚的油和水排出，并確保管道內沒有油和水;相應地，如果管道工作壓力比較高，那么可以打開排水管道的設備利用管道中的空氣壓力自主排放。

3.4渦流無損傷解凍技術

以往使用噴燈和開水，可以基本解決管道凍結、堵塞的問題，使冰被融化，當其融化時，水被氣體吹出。這兩種方法對管道的防腐層都有一定的損傷。根據電磁原理，將電能轉化為電磁場，將電磁場轉化為熱能衍生出渦流無損解凍技術。將電纜纏繞在解凍管上。插入后，電纜會產生磁感應線圈。較大的電磁場磁芯部分會產生較大的熱量，熱量會沿著磁感應線圈的軸線發展改變方向。在一定時間內，將管道中的冰融化，這種方法的好處取決于不會破壞管道的防腐涂層。

結論：

如今，氣體在我們的日常生活和生產中的作用非常重要。針對冬季氣天然氣管道易結冰、堵塞的情況，相關工作人員必須高度重視，采取一定的有效措施加以防范和處理，進而保障天然氣集輸管網的運行安全，提供安全穩定的設備供應。

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