天然氣集輸管線冬季凍堵及解決措施分析

曲佳楠(中國石油吉林油田勘察設(shè)計院,吉林 松原 138000)

天然氣集輸管線冬季凍堵及解決措施分析

曲佳楠(中國石油吉林油田勘察設(shè)計院,吉林 松原 138000)

在比較寒冷的冬季，天然氣管道凍堵的問題頻頻發(fā)生，不僅嚴(yán)重影響著天然氣集輸管線的正常運行，也容易造成經(jīng)濟(jì)損失，必須采取有效的措施，有效預(yù)防冬季凍堵問題的發(fā)生。本篇論文中，筆者主要探討了天然氣集輸管線冬季凍堵的原因，并提出了預(yù)防冬季凍堵的措施，以供參考。

天然氣；集輸管線；冬季凍堵；措施

天然氣集輸管線承擔(dān)著重要的天然氣輸送任務(wù)，但是，由于天然氣管道一般是在野外敷設(shè)，且多數(shù)情況下長埋于地下，因此，其受氣候、季節(jié)、天氣等因素的影響較大。冬天寒冷季節(jié)，凍堵問題的出現(xiàn)，給天然氣集輸管線的正常運行造成了巨大的影響。

1 天然氣集輸管線冬季凍堵原因分析

(1)預(yù)防水合物的出現(xiàn) 在一定溫度、壓力環(huán)境中，天然氣中的硫化氫、氮氣、甲烷等分子會與水分子發(fā)生融合，最終形成了籠形結(jié)晶狀的化合物，也就是所謂的天然氣水合物。天然氣水合物發(fā)生集聚之后，便會對管道造成堵塞，從而導(dǎo)致儀表、設(shè)備產(chǎn)生故障，嚴(yán)重影響天然氣集輸管線的正常運行[1]。與此同時，凍堵位置的上下游，會出現(xiàn)巨大的壓力差，很容易導(dǎo)致天然氣集輸管線發(fā)生故障?；诖?，天然氣集輸管線運行過程中，應(yīng)采取有效措施，預(yù)防水合物的出現(xiàn)。

(2)水合物堵塞 天然氣集輸管線中，水合物堵塞主要發(fā)生在站內(nèi)埋地天然氣集輸管線的彎頭、排污閥以及積液處等區(qū)域。通過分析其堵塞原因發(fā)現(xiàn)，主要是工藝設(shè)計不合理，在彎頭、排污閥以及積液處等位置，由于受到流向突變、變徑等原因的影響，導(dǎo)致天然氣在通過變徑、彎頭、埋地管線位置的時候，產(chǎn)生了節(jié)流效應(yīng)，從而導(dǎo)致水合物在此處發(fā)生堵塞，縮小了氣流通道面積，且迅速生成水合物。

(3)消泡制度不科學(xué) 消泡制度不科學(xué)，液滴帶入天然氣集輸管線，進(jìn)而導(dǎo)致水合物堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。具體來說便是，部分集輸管線的消泡制度不合理，從而導(dǎo)致泡沫混雜著液滴進(jìn)入到了天然氣集輸管線，冬季的時候，正好處于氣溫較低的環(huán)境中，從而導(dǎo)致水合物堵塞問題的出現(xiàn)。

(4)氣量損失 天然氣集輸管線運行過程中，當(dāng)環(huán)境、液態(tài)出現(xiàn)溫度變化的時候，天然氣集輸管線中會出現(xiàn)一些凝析水，這些凝析水會慢慢地聚集起來，越積越多。天然氣集輸管線的敷設(shè)高度不同，氣流經(jīng)過分離器分離頭、閥門等部位之后，在最低的地方，會出現(xiàn)水合物，從而導(dǎo)致流通范圍變小，產(chǎn)生了節(jié)流效應(yīng)，從而導(dǎo)致水合物在此處發(fā)生堵塞，進(jìn)一步加劇堵塞。由于受到憋壓現(xiàn)象的影響，天然氣集輸管線極易出現(xiàn)安全事故[2]。為了確保天然氣集輸管線的安全運行，應(yīng)采取有效措施，來解除堵塞，可以采取放空降壓的方法，但使用這種方法，會導(dǎo)致氣量出現(xiàn)一定的損失。

2 預(yù)防冬季凍堵的措施探討

(1)冬天寒冷季節(jié)，加強(qiáng)安全管理，采取有效的防凍堵措施 首先，天然氣集輸管線的冬季運行過程中，應(yīng)加強(qiáng)安全管理，確保注醇設(shè)備保持完好，才能制定科學(xué)的注醇方案。基于這樣的原因，實際生產(chǎn)過程中，必須確保確保注醇順利，對注醇需要用到的相關(guān)工藝設(shè)備，也要定期進(jìn)行檢查、調(diào)試以及維修，在將注醇泵安裝完成之后，應(yīng)先進(jìn)行調(diào)試，才能正式使用。并要檢測供電狀況，檢查注醇管線是否存在漏點，注醇泵、泵體內(nèi)油位、泵壓是否正常。其次，就目前來說，必須整改工藝設(shè)計中存在的不適應(yīng)性，進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)防凍劑加注技術(shù)，合理確定加注時間、加注周期，在發(fā)現(xiàn)問題的時候，應(yīng)第一時間內(nèi)反饋，并要定期清管、排污，預(yù)防污水進(jìn)入下游的集輸管線。

(2)根據(jù)實際工況，合理確定防凍劑加注的相關(guān)參數(shù) 首先，合理確定防凍劑加注時間以及防凍劑加注量，天然氣集輸管線中天然氣水合物的溫度形成后，來確定防凍劑加注時間以及防凍劑加注量。其次，重點把握防凍劑的加注時間、周期以及加注量。在進(jìn)行現(xiàn)場操作的過程中，工況條件不同的話，那么也要根據(jù)實際工況，來動態(tài)調(diào)整防凍劑加注的相關(guān)參數(shù)。

(3)防凍堵措施 首先，在制定加注方案的時候，應(yīng)充分考慮實際生產(chǎn)情況，來進(jìn)行動態(tài)調(diào)整適當(dāng)調(diào)整，嚴(yán)格按照防凍劑方案及使用說明的相關(guān)要求進(jìn)行操作，才能確保防凍劑的加注效果。通常情況下，天然氣集輸管線需要進(jìn)行2至3次的調(diào)整，才能確保加注效果[3]。同時，應(yīng)適當(dāng)?shù)貙η骞苤芷谶M(jìn)行合理調(diào)整，從而確保天然氣集輸管線能夠安全、穩(wěn)定運行。其次，對工藝適應(yīng)性進(jìn)行積極改造。根據(jù)天然氣集輸管線的實際運行工況，來確定防凍劑加注的相關(guān)參數(shù)，便可以實現(xiàn)對天然氣水合物堵塞問題的有效控制，確保天然氣集輸管線能夠在冬季寒冷季節(jié)正常運行。在進(jìn)行防凍堵檢查的時候，應(yīng)專門指派負(fù)責(zé)人來對天然氣集輸管線內(nèi)的凍堵情況進(jìn)行檢查，并在第一時間反饋信息。對已經(jīng)發(fā)生的凍堵問題，應(yīng)仔細(xì)分析凍堵原因，并在第一時間調(diào)整加注制度、計溫以及管線清理的時間。

3 結(jié)語

綜上所述，天然氣集輸管線在冬季進(jìn)行運行的過程中，經(jīng)常會遇到各種凍堵現(xiàn)象，不僅給天然氣集輸管線的正常運行產(chǎn)生著很大的影響，也容易引發(fā)安全事故，帶來經(jīng)濟(jì)損失，從而給天然氣集輸管線的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益造成嚴(yán)重的威脅，基于此，必須加強(qiáng)對冬季凍堵問題的重視與研究。

[1]劉輝,郝春雷,甘德順,唐興波,宋偉.天然氣集輸管線積水原因分析及預(yù)防措施[J].科技展望,2016,(30):245-246.

[2]李宏.天然氣集輸管線冬季凍堵及措施分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,(08):62-63.

[3]高明星,黃玉志,尚婷,燕迎飛.天然氣集輸工程冬季凍堵預(yù)防與解決措施分析[J].遼寧化工,2013,(06):654-656.

曲佳楠(1984- )，女,松原人,工程師,本科,主要從事油氣田集輸設(shè)計工作。