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,影響管道安全運行和正常供氣,那如何能預防冰堵的出現(xiàn)呢?
冰堵的出現(xiàn)條件應當同時具備:有一定的水分和低分子量的氣體或揮發(fā)性液體和相應的溫度、壓力條件。具體原因由專家去研究吧,知道基本原因就可以有針對性地預防。
冰堵預防措施
1 氣質(zhì)符合標準要求
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,保證管道輸送的是清潔、干燥天然氣,管道內(nèi)無工程遺留積水。
在天然氣進入管道前,對其進行干燥處理。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應的水露點
具體的不同壓力和水露點下水含量的計算方法見:《天然氣水含量與水露點之間的換算》GB/T 22634-2008,點擊打開網(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不達標,在下游都不可避免冰堵問題的發(fā)生。由此必須加強管道建設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)過程中增加站內(nèi)設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,注意在清管器運動過程中,由于前后壓差的存在,清管球射流孔會產(chǎn)生節(jié)流效應,溫度隨之降低,天然氣水露點較高時析出水分,在管道的彎頭和起伏段會產(chǎn)生側漏及管道焊接處積水,同時,管壁會有附著的水膜,并在一定條件下形成天然氣水合物,進而造成冰堵,增加清管作業(yè)的難度和風險。西氣東輸二線清管作業(yè)時,某段就出現(xiàn)過多次冰堵。
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,從而達到干燥管道的目的,部分殘留在管道中的干燥劑同時又能夠抑制天然氣水合物的形成。該方法在實際使用過程中,一般采用選擇較為便宜的甲醇作為干燥劑。甲醇人體有低毒,操作人員在工作時,應注意保護自身不受侵害。
注醇裝置的安裝位置:若向主干線管道注醇,裝在出站閥后壓力表接口處;若向分輸管道注醇,安裝在計量橇后調(diào)壓橇前的壓力表接口處,可選擇臨時拆除儀表接口,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防和治理措施。
在管輸天然氣水露點不確定的情況下,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備,從經(jīng)濟上考慮,需求加熱功率低于300 kW時選用電加熱器,高于300kW 時選用水套爐。
B 纏繞電伴熱帶
在天然氣站場分離器、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問題的發(fā)生,但對天然氣流動量較大的分離器、調(diào)壓橇及其后管段的作用不大。在發(fā)生冰堵后,及時關斷冰堵設備兩端閥門,通過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,長時問投用,需安裝溫控裝置。
C 利用高溫氣進行調(diào)壓分輸
對于分輸壓氣站,如果流程上許可,利用壓縮機出口近50℃、10 MPa的高溫高壓天然氣進行分輸,即使調(diào)壓至4 MPa,溫度仍能保持20℃以上。在流程滿足的情況下,該方法也可做為解堵吹掃措施使用。
冰堵的緊急應對措施:
①降壓解堵法。
在形成水合物的輸氣管段,利用特設支管暫時將部分天然氣放空,以降低輸氣管道的壓力和溫度,當水合物的形成溫度低于輸氣管道的氣體溫度時,水合物立即分解。實踐證明,水合物的分解速度很快,整個過程僅需要10 min,這是由于當水合物的結晶殼開始液化時,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,需要及時通過排水設施將其排出管外。
③對冰堵管段澆淋熱水或者采用蒸汽加熱車進行蒸汽加熱解堵,若是埋地管道則需對該管段進行開挖。
④放空吹掃冰堵管段,并利用下游分輸管道進行反吹掃。
⑤提高分輸壓力,減小調(diào)壓撬的前后壓差(低于1 MPa)。在干線管道上利用上游截斷閥室的旁通管道進行壓力調(diào)節(jié),降低分輸站的進站壓力。
在實際生產(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便易行的冰堵處理方法。
結冰的管道
(圖為:徐州站結冰的管道,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;與下游用戶的溝通,盡量減小進出站管道壓力差,嚴防管道冰堵凍脹)
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