管道冰堵預(yù)防與緊急應(yīng)對(duì)

摘 要

隨著管網(wǎng)壓力的提高,冰堵現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率也隨之增加,影響管道安全運(yùn)行和正常供氣,那如何能預(yù)防冰堵的出現(xiàn)呢?

 隨著管網(wǎng)壓力的提高,冰堵現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率也隨之增加,影響管道安全運(yùn)行和正常供氣,那如何能預(yù)防冰堵的出現(xiàn)呢?

冰堵的出現(xiàn)條件應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備:有一定的水分和低分子量的氣體或揮發(fā)性液體和相應(yīng)的溫度、壓力條件。具體原因由專(zhuān)家去研究吧,知道基本原因就可以有針對(duì)性地預(yù)防。

冰堵預(yù)防措施

1 氣質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求

從根本上而言,避免管道發(fā)生冰堵的最直接辦法是降低管道輸送天然氣的水露點(diǎn),保證管道輸送的是清潔、干燥天然氣,管道內(nèi)無(wú)工程遺留積水。

在天然氣進(jìn)入管道前,對(duì)其進(jìn)行干燥處理。通常采用的天然氣干燥方法有兩種:液體吸收法和固體吸附法。

典型管道氣源含水量和各壓力條件下對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn)

典型管道氣源含水量和各壓力條件下對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn).png

具體的不同壓力和水露點(diǎn)下水含量的計(jì)算方法見(jiàn):《天然氣水含量與水露點(diǎn)之間的換算》GB/T 22634-2008,點(diǎn)擊打開(kāi)網(wǎng)站提供下載。

 

2 清管

新建管道投產(chǎn)初期或因特殊原因,管道內(nèi)工程遺留積水較多,管道接收的天然氣水露點(diǎn)不達(dá)標(biāo),在下游都不可避免冰堵問(wèn)題的發(fā)生。由此必須加強(qiáng)管道建設(shè)工程期間水試壓后的清管、干燥質(zhì)量監(jiān)管,在管道置換投產(chǎn)過(guò)程中增加站內(nèi)設(shè)備和閥室球閥的排污、吹掃作業(yè)。

清管的目的是清除管道內(nèi)積物、積液,注意在清管器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于前后壓差的存在,清管球射流孔會(huì)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng),溫度隨之降低,天然氣水露點(diǎn)較高時(shí)析出水分,在管道的彎頭和起伏段會(huì)產(chǎn)生側(cè)漏及管道焊接處積水,同時(shí),管壁會(huì)有附著的水膜,并在一定條件下形成天然氣水合物,進(jìn)而造成冰堵,增加清管作業(yè)的難度和風(fēng)險(xiǎn)。西氣東輸二線(xiàn)清管作業(yè)時(shí),某段就出現(xiàn)過(guò)多次冰堵。

 

3 加抑制劑

通常采用甲醇、乙二醇或三甘醇等干燥劑與水以任意比例互溶,使水的蒸汽壓大大降低,從而達(dá)到干燥管道的目的,部分殘留在管道中的干燥劑同時(shí)又能夠抑制天然氣水合物的形成。該方法在實(shí)際使用過(guò)程中,一般采用選擇較為便宜的甲醇作為干燥劑。人體有低毒,操作人員在工作時(shí),應(yīng)注意保護(hù)自身不受侵害。

注醇裝置的安裝位置:若向主干線(xiàn)管道注醇,裝在出站閥后壓力表接口處;若向分輸管道注醇,安裝在計(jì)量橇后調(diào)壓橇前的壓力表接口處,可選擇臨時(shí)拆除儀表接口,連接注醇裝置接口。

 

4 提高輸送溫度

A 使用加熱裝置

通過(guò)使用電加熱器、水套爐等裝置加熱所輸送的天然氣,提高輸送天然氣的溫度,使調(diào)壓節(jié)流后天然氣的溫度仍高于水合物生成溫度,從而防止水合物生成。這種方法也通常作為天然氣管道凍漲的預(yù)防和治理措施。

在管輸天然氣水露點(diǎn)不確定的情況下,加熱裝置的投用功率以調(diào)壓后天然氣溫度仍能達(dá)到5℃為宜。通常,天然氣壓力每升高1 MPa,溫度升高10℃左右;壓力每降低1 MPa,溫度降低4.5℃左右。電加熱器和水套爐都屬于大能耗設(shè)備,從經(jīng)濟(jì)上考慮,需求加熱功率低于300 kW時(shí)選用電加熱器,高于300kW 時(shí)選用水套爐。

B 纏繞電伴熱帶

在天然氣站場(chǎng)分離器、調(diào)壓橇及其后管段、引壓管、排污集液包等位置纏繞電伴熱帶并做保溫,可在一定程度上緩解冰堵或凍結(jié)問(wèn)題的發(fā)生,但對(duì)天然氣流動(dòng)量較大的分離器、調(diào)壓橇及其后管段的作用不大。在發(fā)生冰堵后,及時(shí)關(guān)斷冰堵設(shè)備兩端閥門(mén),通過(guò)電伴熱帶的加熱可作為解堵措施。電伴熱帶的選用功率一般為30~60 W/m,對(duì)所需伴熱部位做螺旋包裹纏繞,必須采用安全保溫材料以做到有效保溫,長(zhǎng)時(shí)問(wèn)投用,需安裝溫控裝置。

C 利用高溫氣進(jìn)行調(diào)壓分輸

對(duì)于分輸壓氣站,如果流程上許可,利用壓縮機(jī)出口近50℃、10 MPa的高溫高壓天然氣進(jìn)行分輸,即使調(diào)壓至4 MPa,溫度仍能保持20℃以上。在流程滿(mǎn)足的情況下,該方法也可做為解堵吹掃措施使用。

 

冰堵的緊急應(yīng)對(duì)措施:

①降壓解堵法。

在形成水合物的輸氣管段,利用特設(shè)支管暫時(shí)將部分天然氣放空,以降低輸氣管道的壓力和溫度,當(dāng)水合物的形成溫度低于輸氣管道的氣體溫度時(shí),水合物立即分解。實(shí)踐證明,水合物的分解速度很快,整個(gè)過(guò)程僅需要10 min,這是由于當(dāng)水合物的結(jié)晶殼開(kāi)始液化時(shí),水合物立即從管壁脫落,并被排出的氣流從輸氣管道帶出。

②向冰堵管段注入防凍劑

利用防凍劑大量吸收水分,降低水合物形成的平衡溫度,破壞水合物的形成條件,使已形成的水合物分解。注入防凍劑解堵后,管道內(nèi)留有凝析水和防凍劑,需要及時(shí)通過(guò)排水設(shè)施將其排出管外。

③對(duì)冰堵管段澆淋熱水或者采用蒸汽加熱車(chē)進(jìn)行蒸汽加熱解堵,若是埋地管道則需對(duì)該管段進(jìn)行開(kāi)挖。

④放空吹掃冰堵管段,并利用下游分輸管道進(jìn)行反吹掃。

⑤提高分輸壓力,減小調(diào)壓撬的前后壓差(低于1 MPa)。在干線(xiàn)管道上利用上游截?cái)嚅y室的旁通管道進(jìn)行壓力調(diào)節(jié),降低分輸站的進(jìn)站壓力。

在實(shí)際生產(chǎn)中,天然氣加熱和注醇是最常用的冰堵處理方法,而向管道冰堵部位噴淋熱水和蒸汽加熱是最簡(jiǎn)便易行的冰堵處理方法。


管道結(jié)冰.png

結(jié)冰的管道

(圖為:徐州站結(jié)冰的管道,用保溫棉和膠帶給管道穿上厚棉衣,為管道定期用溫水、涂鹽巴除冰;與下游用戶(hù)的溝通,盡量減小進(jìn)出站管道壓力差,嚴(yán)防管道冰堵凍脹)