天然氣處理裝置凍堵危害與控制

林鐵奇

摘要：天然氣處理裝置受到凍堵危害因素的影響，容易造成管線堵塞不通暢，對(duì)裝置正常工作生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響，甚至造成設(shè)備、管線、閥門凍裂的現(xiàn)象，增加了天然氣泄漏、爆炸等安全事故發(fā)生的幾率，對(duì)人們的生命安全產(chǎn)生威脅。人們要對(duì)天然氣處理裝置加強(qiáng)防凍堵工作力度。

關(guān)鍵詞：天然氣;處理裝置;凍堵;危害;控制

1天然氣處理裝置凍堵危害因素識(shí)別

1.1水蒸氣、天然氣危害因素

人們對(duì)天然氣進(jìn)行利用處理的工藝流程中，需要經(jīng)過增壓、脫水、冷卻和分餾才能達(dá)到各組分的分離。天然氣中包含大量水蒸氣，在進(jìn)行脫水之前，由于增壓和冷卻不飽和水蒸氣轉(zhuǎn)變成飽和水蒸氣，會(huì)發(fā)生冷凝液析出，在這個(gè)過程中溫度低于冰點(diǎn)就會(huì)造成工藝流程凍堵現(xiàn)象，主要包含管線、排污管線、空冷器、設(shè)備和消防管線凍堵等危害。人們?cè)诙竞浼竟?jié)進(jìn)行對(duì)天然氣處理裝置開工吹掃、試壓和停工處理之后，氣體分離裝置在相關(guān)設(shè)備和管線中可能包含水，沒有進(jìn)行科學(xué)合理處理的情況下，就會(huì)發(fā)生設(shè)備、管線和閥門凍堵的現(xiàn)象。另外，天然氣處理裝置正常開工生產(chǎn)的過程中，其中精餾塔內(nèi)在塔頂回流罐和塔底沸器中集中了大量水，管線中的水箱最低點(diǎn)、不流動(dòng)死角進(jìn)行集中，同時(shí)備用機(jī)泵的泵體、冷卻水管、蒸汽水線死角位置在低溫的條件下容易出現(xiàn)凍堵。天然氣在深冷裝置中，包含二氧化碳，在低溫的條件下就會(huì)容易產(chǎn)生凝結(jié)凍堵流程，同時(shí)對(duì)金屬設(shè)備具有較大的腐蝕性。

1.2設(shè)備防凍不到位

部分設(shè)備將水當(dāng)作冷卻介質(zhì)，當(dāng)自然環(huán)境溫度不高于冰點(diǎn)的情況下，容易造成運(yùn)行或停運(yùn)設(shè)備的凍堵問題。大型機(jī)動(dòng)設(shè)備采用的潤(rùn)滑油，當(dāng)環(huán)境溫度不高于傾點(diǎn)的情況下，具有較大粘度，流動(dòng)性較差，難以順利的啟機(jī)，造成機(jī)組潤(rùn)滑較差，進(jìn)一步增加了機(jī)組磨損程度。

1.3儀表和消防系統(tǒng)危害因素

儀表風(fēng)是天然氣處理裝置設(shè)備的啟動(dòng)風(fēng)，需要對(duì)其進(jìn)行干燥脫水，進(jìn)而更加符合裝置風(fēng)源的實(shí)際需求。儀表風(fēng)系統(tǒng)在干燥脫水的過程中，處理不當(dāng)、露點(diǎn)較高，同時(shí)在溫度急劇下降或者在-25攝氏度的情況下，其管線低點(diǎn)構(gòu)成凝噎、水化合物，造成管線堵塞，造成輕烴裝置氣動(dòng)閥損壞，帶來較大的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。冬季消防管線中存在消防水就會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，經(jīng)常由于結(jié)冰漲裂管線，消防噴頭堵塞，造成消防系統(tǒng)不能順利應(yīng)用。

2天然氣處理裝置凍堵控制對(duì)策

2.1水蒸氣、天然氣危害因素控制

相關(guān)人員在冬季對(duì)天然氣處理裝置開工生產(chǎn)、停工維護(hù)的過程中，需要將工藝管線、設(shè)備和機(jī)泵設(shè)備冷卻水系統(tǒng)中的水全部清除，或者可以采用壓縮空氣做好吹掃工作，同時(shí)在完成吹掃之后全部斷開水線、氣線和關(guān)聯(lián)的設(shè)備加盲板，防止造成閥門密封不嚴(yán)，導(dǎo)致出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象，發(fā)生工藝管線和設(shè)備凍壞現(xiàn)象。另外，相關(guān)人員對(duì)天然氣處理裝置防凍控制對(duì)策經(jīng)常采用循環(huán)熱水、導(dǎo)熱油伴熱、防爆電伴熱帶伴熱的方式，或者充分發(fā)揮天然氣處理裝置自身熱源的重要作用，采用工程做好防凍工作，取得良好的防凍效果。相關(guān)人員對(duì)部分停運(yùn)設(shè)備需要將其內(nèi)部的水和冷凝液全部清除，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的隔斷。

2.2設(shè)備防凍措施

部分設(shè)備在正式進(jìn)入冬季之前采用的冷卻水當(dāng)作介質(zhì)，相關(guān)人員可以將冷卻水轉(zhuǎn)換成防凍液，同時(shí)部分設(shè)備和容器不能采用防凍液的情況下，需要對(duì)采用的冷卻水進(jìn)行相應(yīng)的保溫防凍處理，避免對(duì)設(shè)備造成凍堵現(xiàn)象。

相關(guān)人員可以采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)設(shè)定凍堵預(yù)警裝置，當(dāng)設(shè)備、管線等各個(gè)部分出現(xiàn)凍堵的情況下，及時(shí)向操作人員發(fā)出報(bào)警提示。操作人員結(jié)合相應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)和流程，采用針對(duì)性的對(duì)策做好凍堵問題的預(yù)防和處理工作。通常情況下，冷箱III、節(jié)流閥出口經(jīng)常出現(xiàn)凍堵，發(fā)生的凍堵現(xiàn)象存在一定的差異，需要做好分開預(yù)警。脫乙烷塔頂部來氣進(jìn)冷箱III管線出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象時(shí)，冷箱III進(jìn)出口管線壓差發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)變，可以借助報(bào)警裝置開展自動(dòng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)在塔頂壓差出現(xiàn)異常變化的情況下，為操作人員發(fā)出凍堵跡象的報(bào)警提示，能夠有效預(yù)防凍堵問題不斷惡化，控制凍堵影響氛圍，進(jìn)而對(duì)天然氣處理裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。

節(jié)流閥出口凍堵現(xiàn)象，是逐漸發(fā)展的過程，存在凍堵跡象的情況，其前后的溫度存在不同的轉(zhuǎn)變，節(jié)流閥前溫度下降，之后溫度上升。相關(guān)操作人員結(jié)合自身日常工作經(jīng)驗(yàn)，節(jié)流閥出口出現(xiàn)凍堵之后難以進(jìn)行有效解凍，需要做好早期報(bào)警信息的提示。因此，操作人員可以安裝凍堵報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，存在凍堵跡象及時(shí)報(bào)警，有效控制其出現(xiàn)嚴(yán)重凍堵的現(xiàn)象。

2.3儀表和消防系統(tǒng)危害因素控制對(duì)策

操作人員對(duì)自控儀表參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，盡可能接近取壓點(diǎn)，避免出現(xiàn)凍堵假信號(hào)，同時(shí)可以對(duì)壓縮機(jī)等大型設(shè)備的顯示屏上增加電加熱設(shè)備，避免其受到低溫的影響出現(xiàn)黑屏的現(xiàn)象。另外，操作人員對(duì)于壓力表、壓變等相關(guān)位置應(yīng)用防爆電伴熱帶加保溫，采用合適的功率，均勻纏繞電伴熱帶，采用恒溫開關(guān)，有效控制凍堵現(xiàn)象。操作人員定期檢測(cè)天然氣的脫水成效和水露點(diǎn)，保證脫水吸附劑工作狀況，或者更換吸附劑。冬季，操作人員及時(shí)排放儀表風(fēng)管線、火炬放空管線最低點(diǎn)的液體，避免產(chǎn)生凝噎，造成管道堵塞、儀表顯示錯(cuò)誤。操作人員需要在冬季來臨，將消防管線中的消防水全面清除，避免出現(xiàn)結(jié)冰堵塞現(xiàn)象，保證消防系統(tǒng)安全順利使用。

2.4埋地下的輸氣管線解堵方法

（1）停產(chǎn)放空：停止生產(chǎn)并防空是解決干燥地下管道凍結(jié)堵塞的最常用方法之一，其主要原則是，必須通過堵塞兩側(cè)的壓力差和凈化來排出水合物，同上述的放空解堵方法類似。同時(shí)放空，從而使得地下管道里面的水合物排出，在此過程中通過反復(fù)的操作就可以將在主管道內(nèi)堵塞的水被排出站外。

（2）定期注醇：冬夏進(jìn)站平均氣流溫度差最大約為15攝氏度，而大部分井冬季進(jìn)站溫度低于10攝氏度，從而天然氣水合物易生成;夏季氣溫高，水合物不易生成。在環(huán)境溫度較低的情況下，集管內(nèi)的氣流溫度受環(huán)境溫度的影響較大，大多數(shù)管內(nèi)的氣流溫度會(huì)低于水合物形成所需要的溫度。盡管液體甲醇的總平均濃度符合密封標(biāo)準(zhǔn)，但由于水流在地下管道中的間歇流動(dòng)的不可預(yù)測(cè)性，注射醇的數(shù)量可能會(huì)瞬時(shí)不夠?qū)е滤衔锏男纬?。堵塞現(xiàn)象仍然存在。事實(shí)證明在極端的冬季條件下，為了防止地下管道在操作過程中被水合物阻擋，人們常常選擇在干燥的地下輸氣管道上預(yù)先注入酒精，這樣可以防止管道在運(yùn)行期間堵塞，進(jìn)而有效地保證了在冬天也可以正常作業(yè)。

3.結(jié)束語

在高壓低溫環(huán)境中作業(yè)的天然氣管道很有可能發(fā)生凍堵，有效預(yù)防和解決凍堵現(xiàn)象的第一步是深入分析天然氣管道凍堵的具體原因。單位要加強(qiáng)天然氣處理裝置防凍堵工作力度，優(yōu)化冬季防凍堵各項(xiàng)工作，全面嚴(yán)格遵守安全操作流程，在每個(gè)操作環(huán)節(jié)全面落實(shí)巡檢制度，保證裝置開工運(yùn)行參數(shù)的合理準(zhǔn)確性。操作人員要有效識(shí)別裝置凍堵危害因素，做好相應(yīng)的控制工作，保證裝置安全高效的運(yùn)行。