例谈长输天然气管道冬季冻堵防治要点

李铮 赵燕 张恂

摘要：冬季天然气输气会受到外界温度的影响，其不仅严重影响天然气管道的正常运行，而且极易造成财产损失。所以，需要采取相应的对策，合理防止冬季冻堵问题。基于此，本文重点讨论了天然气管道冬季冻堵的原因，并明确提出冬季防止冻堵的要点及对策。

关键词：长输天然气管道;冬季冻堵;防治要点

前言：

随着我国经济的不断，天然气逐渐取代煤炭，成为城市居民日常生活和工业生产所必需的重要能源。但是，由于天然气管道一般敷设在郊区，而且大多数情况下都埋在地下。因此，它们受天气、季节和温度等因素的影响很大。在严冬时节，冻结、堵塞问题的发生，会对天然气管道的正常运行造成极大的影响。所以，本研究便具有一定的价值。

1长输天然气管道冬季冻堵的原因

天然气管道冻堵一般发生在冬季，经常发生冻堵的直接原因是管道中存在水、液体或蒸汽。液态水一般在管道建成投产前由于未完全干燥而残留。温度低时结冰，造成管道堵塞;蒸气水由于其含量高，一般在一定温度和温度下会析出液体水，从而在一定条件下生成天然气水合物。前者一般在管道建设和生产初期产生，地形起伏较大，弯头较多的管道容易产生;后者一般是在管道运行过程中，由于天然气中水的成分过高而产生的。天然气水合物是由水、甲烷、己烷等小分子水蒸气在一定标准下生成的固体晶体。它看起来像冰块，会进行燃烧。它也被称为“可燃冰”。生产标准包括成分标准、加热标准和生产促进标准：成分标准、硫化氢、二氧化碳和小分子水以及在一定条件下由气态分子结构和气态液态水组成的含氮化合物;加热标准，即足够高的负荷和足够的温度;推进标准，天然气体在紊流狀态下可能有结晶颗粒。

2天然气管道在冬季冻堵原因分析

2.1 水合物产生的原因

天然气在规定温度和压力的环境中，其中的水、甲烷气体和硫化氢的分子结构会结合产生结晶物质形式的化学物质。冬季，由于气温下降，上述气体转化的自然环境标准已达到。因此，冬季在天然气管道中大量产生这种结晶形式的天然气水合物，造成管道堵塞，机械设备和仪表没有办法正常运行。

2.2建成投产时干燥度不足造成冻堵

天然气管道电焊后，为了检验电焊质量、气密性和承压工作能力，需要对管道进行试压。现阶段管道试压多采用水压试验方法。虽然水压试验需要清理以解决干燥问题，但在低洼地区、弯头等特殊区域，管道中不可避免地存在少量残留水。温度低时，容易造成冻堵，影响站内阀门、调压设备等设施的正常运行，影响到中下游客户的燃气管道。

2.3凝析水的集聚

在气体输送的整个过程中，随着输送距离的变化和自然环境温差的变化，一部分水会凝结出来，慢慢地积聚在管道的最低部分。当气体通过这部分时，会产生水合物，水合物的出现会促使该部分气体流通范围缩小，发生节流的作用，最终导致管道堵塞，输送受阻。

2.4站场节流引起的冰堵

当气体流经过滤分离设备、调压橇、孔板流量计等设备时，会引起天然气体节流。随着气体温度降低，气体漏水点升高，水会析出，生成水合物。这会导致堵塞。如果在过滤分离设备中产生冰堵，会造成滤芯堵塞，造成滤芯变形破坏;如果在变压打滑中产生，会造成管道内流通总面积减少，甚至全部堵塞，影响中下游客户天然气的使用;如果在流量计处产生，会影响流量计的精度;如果是在阀门压力管处产生，控制模块将无法准确检查数据信号，导致阀门误关闭。

3长输天然气管道冬季冻堵防治要点措施

3.1在冬季加强天然气气源的脱水处理

同时充分考虑到天然气水合物的产生与水分的成分有着直接关系。因此，可以通过测量天然气体的水分含量和干燥处理的方法来降低天然气管道中的水分含量，使其无法产生水合物标准，进而完成冬季防止管道冻结和堵塞的实际效果。

3.2加强安全工作

首先，采取相应的措施，防止冻堵的发生。在天然气管道冬季运行期间，应加强安全工作，确保注醇机械设备完好无损，才能制定科学合理的注醇方案。为此，在具体的生产过程中，既要保证注醇的成功，也需要及时对注醇的机械设备进行和采用相关工艺技术进行检查、调整和检修。注醇泵安装后，必须先进行调整，然后才能宣布正式的投入使用。并检查供电系统，检查注醇管路有无泄漏，注醇泵、泵体内油量、泵压是否一切正常。其次，就目前而言，要纠正工艺技术普遍不兼容的问题，进一步升级完善防冻液灌装技术，有效明确灌装时间和循环时间。根据具体工况，有效明确防冻液加注的相关主要参数。一是有效明确了加注防冻液的时间和数量，产生了天然气管道内天然气水合物的温度。同时出现问题应在短时间内反馈，及时清管、污水处理，防止废水进入中下游天然气管道。

3.3增设排水处理解决方案

众所周知，工业生产开发用的气体中必须含有一定量的轻油和水蒸气。因此，在天然气管道的具体施工过程中，管道应保持一定的倾斜度，且至少保持一定的倾斜度。排水管道设备设置在其闸阀位置，将在该位置收集的水和油排放到管道中。如果天然气管道内的工作压力较低，则应通过人工设备将管道内积聚的油和水排出，并确保管道内没有油和水;相应地，如果管道工作压力比较高，那么可以打开排水管道的设备利用管道中的空气压力自主排放。

3.4涡流无损伤解冻技术

以往使用喷灯和开水，可以基本解决管道冻结、堵塞的问题，使冰被融化，当其融化时，水被气体吹出。这两种方法对管道的防腐层都有一定的损伤。根据电磁原理，将电能转化为电磁场，将电磁场转化为热能衍生出涡流无损解冻技术。将电缆缠绕在解冻管上。插入后，电缆会产生磁感应线圈。较大的电磁场磁芯部分会产生较大的热量，热量会沿着磁感应线圈的轴线发展改变方向。在一定时间内，将管道中的冰融化，这种方法的好处取决于不会破坏管道的防腐涂层。

结论：

如今，气体在我们的日常生活和生产中的作用非常重要。针对冬季气天然气管道易结冰、堵塞的情况，相关工作人员必须高度重视，采取一定的有效措施加以防范和处理，进而保障天然气集输管网的运行安全，提供安全稳定的设备供应。

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