天然氣管道冰堵成因分析和預防措施

自然氣管道冰堵成因分析和預防措施2023-06—0709:58博思特214自然氣，管道近年來，西氣東輸管道二線、大—沈管道(大連—沈陽〕、冀—寧管道〔安平-青山〕、秦-沈管道〔秦皇島-沈陽〕、忠—武管道〔忠縣-武漢)等自然氣管道均發(fā)生過冰堵問題，給管道的正常生產造成較大的影響。一、冰堵成因及分類冰堵成因生;后者一般在管道運行過程中，由于自然氣中水含量過高而引起。自然氣水合物是一種由水和甲烷、乙烷等小分子氣體在肯定條件下形成的分子烴類組成的氣體分子和自然氣在肯定條件下析出的液態(tài)水;熱力條件是具有足夠高的壓力和足夠低的溫度；促生條件是自然氣在紊流狀態(tài)下或有晶體微粒存在。冰堵類型4投產枯燥不徹底引起的冰堵自然氣管道在焊接完成后，為檢驗焊接質量、密封性和承壓力量，需要對管道進展試壓。目前,管道試壓多承受水壓試驗.盡管試壓完成后均要進展清掃及枯燥處理,但是,在低洼處、彎頭、彎管等特別地段，管道內難免存等設備的正常運行，影響向下游用戶分輸供氣.大-沈管道在2023年底投產后，管道沿線營口、沈陽等分輸站場及與其相常運行造成較大影響。干線管道清管作業(yè)引起的冰堵管道運行初期，為進一步去除管道內殘留的雜質和水分,需進展清管作業(yè).在清管器運動過程中，由于前后壓差的存在,清管球射流孔會產生節(jié)流效氣水合物,進而造成冰堵,增加了清管作業(yè)的難度和風險.站場節(jié)流引起的冰堵露點較高時會析出水分，形成水合物,進而產生冰堵。假設冰堵發(fā)生在過濾分別器，會造成濾芯堵塞,進而引發(fā)濾芯的變形和損壞;假設發(fā)生在調壓橇，會造成管內流通面積減小，甚至全部堵塞，進而影響向閥門引壓管處，會引起掌握單元無法準確檢測信號,造成閥門誤操作。分輸支路均發(fā)生冰堵；202311路發(fā)生冰堵；2023年4月27日，西氣東輸管道二線紅柳壓氣站臥式分別器發(fā)生冰堵。輸送露點較高氣源引起的冰堵秦管道〔永清—唐山—秦皇島〕等自然氣管道在西氣東輸管道二線投產之前,由于氣源水露點較低，運行較為平穩(wěn)，很少消滅冰堵現(xiàn)象.二、冰堵預防措施嚴格掌握氣源質量自然氣進入干線管道之前，先經處理廠枯燥處理，常用的枯燥方法有液體2液體吸附法是利用甘醇等具有良好親水性的吸附劑進展脫水，以降低自然附力量的吸附劑進展脫水，使自然氣水露點到達相關要求。中國〕7。0MPa-7℃，依據(jù)E67.3mg/m^3；中緬自然氣管道〔緬甸-中國〕氣源水露點要求在10.0MPa壓力下不高于中俄東線自然氣管道〔黑河-上海)氣4.0MPa—20℃，36。8mg/m^3；—14℃，折算水含40。5mg/m^35.4MPa6。7MPa-15℃，40。1mg/m^3。再依據(jù)水含量折算各管道氣源在不同壓力條件下對應的水露點，具體見下氣管道氣源質量最差。做好投產前的管道枯燥為去除管道水壓試驗產生的殘留水,試壓完畢后需進展枯燥處理。常用的管道枯燥方法包括干空氣枯燥法、真空枯燥法及枯燥劑枯燥法。在實際工程中，常由于管道干線走向簡單、站場內部工藝管道規(guī)格較多、工期較緊等特點，選擇多種方法共同完成管道枯燥任務.干空氣枯燥法包括通球法和枯燥空氣吹掃法2種施工方式.該方法具有干使用較為廣泛的枯燥方法.真空枯燥法HSE相關要求等優(yōu)點，但是，本錢相對較高?？菰飫┛菰锓ㄔ摲椒ㄍǔ３惺芗状肌⒁叶蓟蛉蚀嫉瓤菰飫┡c水以任意比例互溶，又能夠抑制自然氣水合物的形成。提高自然氣溫度液聯(lián)動閥引壓管等易堵管段安裝電伴熱帶,使氣體溫度保持在水露點以上。目前，我國多數(shù)站場常承受該方法,效果較為明顯?；瘜W抑制劑法水和烴分子之間的熱力學平衡條件,到達保持自然氣流淌的目的。該方法也是一種常見的解堵方法。其他方法過濾分別器、計量橇、排污罐等設備屢次排污，將管道和設備內積液排出,并準時更橇前后壓差，削減溫度降低幅度,盡量避開冰堵發(fā)生。三、冰堵治理方法目前,管道干線和站場發(fā)生冰堵時，常用的解除冰堵方法有放空降壓法、注醇法、對自然氣加熱法等。干線清管解堵自然氣水合物的分解。該方法在西氣東輸管道二線清管作業(yè)時得到使用。調壓閥解堵對于站場調壓閥之后消滅冰堵時，可注入適量甲醇等防凍劑,利用其良好的親水性吸取自然氣中的水分，降低水含量,進而降低自然氣水露點而快速將水合物分解，到達解堵目的。該方法在大—沈管道投產初期被沿線多個站場承受。站內局部管段解堵站場內局部管段消滅冰堵時，可利用加熱設備對自然氣進展加熱，提高自然氣溫度，使自然氣水合物快速分解。加熱設備一般有電加熱器和水套爐2種,加熱功率較小時常承受電加熱器,加熱功率較大時常承受水套爐.分輸管路解堵對管道進展加熱，使水合物快速分解。也可臨時承受調壓閥上游球閥節(jié)流的措施，減小調壓閥前后壓差來降低節(jié)流效應，到達解堵目的。壓氣站場解堵口的高溫自然氣反吹冰堵段,加速水合物分解.西氣東輸管道二線紅柳壓氣站消滅冰堵時,利用摻混西氣東輸管道一線壓縮機出口端高溫氣的方法對冰堵段管道進展解堵。分別器、排污管解堵站內分別器、匯管排污管道消滅冰堵時,可承受在線排污的方式解決冰堵問題，也可切換至備用分別器，待冰堵解除后恢復。引壓管解堵易行，效果較為明顯。四、典型案例分析有冰堵事故發(fā)生，針對不同的情景,選用了適宜的解堵方法,均取得良好效果.西氣東輸管道二線干線清管冰堵20231250處冰堵，對管道正常生產影響較大。2023526段走向曲折、地形簡單、地溫變化較大等各種緣由，清管過程中張掖-永昌段及古浪56#～59＃閥室之間屢次發(fā)生冰堵，給清管作業(yè)造成了較大困擾。2600m,之后約100km1600m2200m，地溫變化較大；二是,由于清管器射流孔和泄流孔的存在,清管過程中會在清管器前后形成肯定的節(jié)流效應,使得自然氣溫度降低形成自然氣水合物，特別是清管器受阻時更為嚴峻；三是,管道投產前枯燥不徹底，管內含有液態(tài)水，清管期間在永昌壓氣站排出自然氣水合物多達3。3m^3。棚等多種解堵措施，才完成了本次清管任務。中緬自然氣管道投產初期自用氣橇冰堵關閉和自動放空，特別是夜間溫度較低時更為頻繁，造成自然氣放空鋪張，并給正常水.2023830m^3業(yè)時，放空管也存在混有水柱的氣體，說明該管道投產前的枯燥不徹底。202328.2MPa17～-13℃，能夠滿足相關協(xié)議氣質標準,而下游祿豐分輸站水露點明顯上升，7.1MPa-4.6～3.2℃，說明管道投產之后一段時間內，管道內仍存有液態(tài)水，導致下游管道內自然氣水露點上升。8。0MPa0。4MPa，壓降較大,按5℃/MPa38℃，也是產生冰堵的主要緣由之一。針對自用氣橇冰堵的問題，投產初期，各站承受夜間停頓用氣、熱水噴淋及增設電加熱負荷的方式，徹底解決了冰堵問題.中亞管道氣源露點較高對我國其他管道的影響陜—京管道系統(tǒng)、冀-寧管道、永-唐-秦管道、忠—武管道等自然氣管道在引進中亞氣之前,自然氣水露點始終較低,運行較為平穩(wěn).中亞自然氣自2023年底引進我國并進入上述管道之后,2023年冬季氣溫較低時，沿線多數(shù)站場發(fā)生了較為嚴峻的冰堵現(xiàn)象,給管道運行造成較大影響。,2023年冬季，霍爾果斯首站自然氣水露點值為4～11℃，交氣壓力約為7。8MPa，水露點取7.5℃1645mg/m^367.3mg/m^3。但是，冬季嚴寒季節(jié)我國自然氣正處于用氣緊急狀態(tài)，因此，無法大幅度壓減進口氣量。中亞自然氣管道自然氣水露點合同規(guī)定值與實際測量值比照狀況見下表.各站場冰堵注醇法等臨時措施,并在相關站場增設加熱爐、電伴熱帶等加熱設備，才較好地解決了冰堵問題。五、建議一是，嚴格掌握進口自然氣氣質指標，加大對露點較高氣的懲罰力度。氣源的懲罰力度,以確保我國自然氣管網的安全平穩(wěn)運行。二是，嚴格掌握管道水壓試驗后的枯燥處理,最大限度地降低管內殘留水。驗后枯燥不徹底。大-沈管道、中緬自然氣管道境內段、西氣東輸管道二線西段投產不僅需要大量投資、增加運行本錢，還需對設備進展運行、維護和保養(yǎng)，增加了運行人員的勞動強度和工作量。今后，建的干線自然氣管道進展枯燥處理時，應加大監(jiān)管力度，提高施工質量,最大程度削減管內殘留水。三是，充分考慮建管道對管網系統(tǒng)的影響，并提出應