SCADA系统在天然气场站冰堵预防处置中的应用

2017-03-03于泊洋抚顺中石油昆仑燃气有限公司辽宁抚顺113006

化工管理 2017年6期

关键词：场站预判调压

于泊洋(抚顺中石油昆仑燃气有限公司,辽宁抚顺 113006)

于泊洋(抚顺中石油昆仑燃气有限公司,辽宁抚顺 113006)

昆仑燃气石化新城分输站-石油二厂天然气支线投产初期，冬季共发生三次冰堵事件，在一定程度上影响了天然气的正常输送。通过有效利用SCADA系统实时监测，分析重点部位参数数据及趋势，及时预判并处理冰堵，为天然气场站冬季安全运行提供有效保障。

SCADA系统;冰堵;天然气场站

1 冰堵的形成与危害

形成冰堵主要有两种原因，一是管道中存在大量的水，低温环境下冻结成冰；二是天然气水合物的形成[1]。前者是由于在管道水压试验后，吹扫和干燥不彻底，致使存在大量水分，另外天然气开采后脱水不彻底，也会在低温环境下形成冰堵。后者就是俗称的“可燃冰”，它是天然气在高压、低温环境下输送形成的，形成温度可高于冰点。

冰堵主要危害有：堵塞管道，使分输中断；损坏设备，使设备变形、扭曲、破裂等。

2 常用解堵措施

冰堵是一个动态平衡[2],由温度、压力、天然气中水及硫化氢等组分含量三要素决定，基本有三种处置措施:

2.1 注入防冻剂

注入防冻剂后，降低天然气的露点，使气流在较低温度下不生成水合物。

2.2 加热

将气流温度升至水合物形成的温度以上，使已生成的水合物分解。

2.3 降压

放空天然气，降低管线压力，使生成的水合物分解。

3 石化新城分输站冰堵原因与解堵措施探讨

场站气源来自“大沈线”抚顺输气末站，经26 km管道进站，在分离、过滤、计量、调压后输送至下游工业用户。2014年10月投产以来，共发生三次冰堵事件。

3.1 原因分析

（1）清管不彻底造成管道中含有少量杂质与液态水，投产初期伴随天然气进站。

（2）场站地处辽宁东部，春冬季节气温低、温差大。站内调压设施均为撬装，生产过程中从天然气凝析出来的液态水，在管线及设备中形成水合物造成冰堵。

（3）场站输压较高（约3.5MPa），站内自用燃气管道调压至3KPa输送给锅炉，形成较大压差和温降导致冰堵。

3.2 水合物的预防与解堵措施

3.2.1 利用SCADA系统预判冰堵

通过SCADA系统实时显示场站进站、分离、过滤计量撬、调压撬及出站单元的压力、温度、天然气的瞬时流量等参数。当流量减小时，应首先考虑可能影响流量变化的相关因素。下面以2014年12月1日站内发生的一起冰堵事件为例，分别从压力、流量、温度的趋势变化来进行分析。

（1）压力趋势变化

通常情况下，场站的进站、出站压力在SCADA系统实时显示趋势中为接近平行的两条直线。发生冰堵时，出站压力明显下降。2014年12月1日20:43至次日03:21，石油二厂A路调压撬发生冰堵，出站压力由3.59MPa降至2.82Mpa。根据SCADA系统显示：冰堵初期，出站压力趋势呈一条斜率较小的直线缓慢下降，下降到一定程度时，突然急剧上升，然后又迅速下降，这是气流冲开小部分水合物造成的。当运行人员解决冰堵后，出站压力恢复至3.59MPa。压力趋势变化整体上呈波浪状。

（2）流量趋势变化

通过SCADA系统可清楚反映出发生冰堵时对瞬时流量的影响。在冰堵初期，由于水合物的形成，管道流通面积逐渐缩小，导致输送天然气的流通量逐渐减小，瞬时流量由27000Nm3/ h下降至21800Nm3/h，流量趋势与出站压力趋势反应一致，运行人员介入消除冰堵后，形成瞬时流量激增至79123Nm3/h，之后恢复平稳。

（3）温度趋势变化

伴随着冰堵的发生，压力下降直接造成了压降点的温度变化。温度变化直接反映在温度趋势曲线上，压降点温度从7.578℃骤降至3.298℃。

3.2.2 解堵措施

（1）生产运行人员通过SCADA系统预判出冰堵发生后，利用现场仪表迅速定位出压降点，使用红外线测温仪对压降点进出管道的主要变径处及变送器引压管进行温度测量，确定冰堵位置。

（2）用开水向冰堵部位直接浇注，对冰堵点提供热量补偿，使形成的水合物分解，解除水合物在局部管段内的堵塞[4]。

（3）对冰堵部位进行降压或放空处理。