输气管道冻胀原因分析与治理

王浩然 张志远(中国石油西气东输苏北管理处， 江苏 扬州 225100)

0 引言

我国在2003年投入建设西气东输工程。近年来，西气东输工程的规模还在扩大，我国的用气量越来越多。但是，为了满足输气量的增加，管线势必要提高运行压力，这将导致与下游产生更大的压差,这样就容易产生冻胀的问题。尤其是在冬季，容易造成管道周围的地面出现翘起的问题，很多管道由于受到很大的应力作用而发生变形，导致了油气的泄露，降低了管道的安全性。所以，应该加强管道的冻胀的防范措施，提高油气输送的效率。

1 输气管理冻胀出现的原因分析

在西气东输管道刚开始投入使用的时候，其分输量不高，而且，各个干线的压力也不是很大，产生的压差也比较小,所以输气管道不容易发生冻胀。但是，随着西气东输工程的规模越来越大，这就导致了压差越来越大，出现了大量的冻胀问题。西气东输工程管线的压力变大，其节流效应越发突出，这就导致了管线的温度降低，管道长时间的处于低温的环境下，由于管道是深埋在地下，地下水比较丰富，在冬季地下水结冰，导致了管道周围的冰层越积越厚，容易出现管道受应力变形的问题。

管道发生冻胀的问题主要是因为在天然气运输的过程中，在节流处产生强烈的压降，但是气体在较短的时间内不能与外界的热量发生转换，导致温度骤降，而且，在地下水比较丰富的地区容易发生管道冻胀的问题。

2 输气管理防止冻裂的措施

2.1 外加热

现在，加热的方法能够有效地防止输气管道的冻胀问题的产生。目前,西气东输主要采用加热炉加热管线,提高管线的运行温度,从而防止冻胀问题的产生,效果比较好。

2.2 换土法

运用这种方法防止管道发生冻胀，应该将那些在管道周围容易发生冻胀的土壤移除，然后运用那些不容易发生冻胀的沙土来替换，这类沙土还要具有良好的排水性，以免在有些地区冬季地下水结冰导致管道发生冻胀。在管沟内设计一个防水的装置，这个装置能够将地下水与管道分隔开来，避免地面的水渗透到管道周围的土壤中，导致管道处结冰发生冻胀的问题。在管沟的最下方可以开凿一个集水沟，能够将大量的地下水或者渗透到地下的雨水收集起来，然后将收集的水引入到竖井中，然后运用抽水泵将这些水排出。

2.3 其他的管道防冻裂措施

管道在输气的过程中，可以采用分段输气的方法，以免给管道造成长时间的压差，导致管道的冻胀问题。在输气的过程中，可以采用电加热的方法进行管道的保温。尽量使下游的供气压力提高，以免在输气的过程中产生较大的压力差，使温度骤降引起管道冻胀问题。在冬季，针对气温比较低的区域，可以采取相应的措施，通过对周围气温的测量，运用检测技术，分析冻胀发生的气温临界值。在进行管道巡检的过程中，应该对调压部分进行重点巡检，防止因为在调压的过程中产生较大的压力差，造成地下管道的冻胀，引起管线的应力变形。

在温度比较低的区域进行管道冻胀的观察和记录，运用合理的研究方法，在现场进行管道冻胀的实验，然后采用加热的方法，并结合换土技术，进行多次实验，然后对冻胀解决的方法进行跟踪，找出最有效的方法，从而能够防止天然气管道冻胀问题的发生，保证天然气管道的运行安全。

3 结语

在西气东输工程中，经常发生管道冻胀的问题，使管道的安全性降低。造成输气管道冻胀的原因主要是地下水因为输气管道的压力差过大，导致气温骤降，在管道周围结冰。所以，在防止输气管道冻胀的时候，可以运用加热的方法，提高管道的温度，也可以运用换土的方法，将那些容易发生冻裂的土壤换成沙土，而且沙土的透水性能比较好，不会保留大量的水，能够防止管道的冻胀。

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