阿軍點評2022-02-12 14:10:38

天然氣管道發生冰堵問題，給天然氣管道的正常生產造成較大影響。

冰堵形成的原因

發生冰堵的根本原因是管道內部有水存在——液態的或氣態的。液態水一般因管道投產前乾燥不徹底而存留下來，溫度較低時結冰，造成管道冰堵；氣態水一般因含量過高而在一定溫度和壓力條件下析出液態水，進而在一定條件下生產天然氣水合物。前者一般發生在管道投產初期，並且地形起伏較大、彎頭彎管較多的管道較易發生；後者一般發生在管道執行過程中，由於天然氣中水含量過高而引起。

冰堵形成的條件

天然氣水合物是一種由水和甲烷、乙烷等小分子氣體在一定條件下形成的固態結晶，外觀像碎冰，點火即燃，又稱“可燃冰”。其形成條件包括組分條件、熱力條件和促生條件：組分條件，即硫化氫、二氧化碳及小分子烴類組成的氣體分子和天然氣在一定條件下析出的液態水；熱力條件，即足夠高的壓力和足夠低的溫度；促生條件，即天然氣在紊流狀態下或有晶體微粒存在。

冰堵有哪幾種類型

天然氣管道冰堵一般發生在冬季。總結近幾年國內管道發生的冰堵現象，冰堵情景可分為以下幾種：

投產乾燥不徹底引起的冰堵

天然氣管道在焊接完成後，為檢驗焊接質量、密封性和承壓能力，需對管道試壓。目前管道試壓多采用水試壓方法，儘管試壓過後要進行清掃、乾燥處理，但是低窪處、彎頭、彎管等特殊地段管內難免存有少量殘留水，投產初期溫度較低時易造成冰堵，影響站內閥門、調壓裝置等裝置的正常執行，影響向下遊使用者分輸供氣。

幹線管道清管作業引起的冰堵

管道執行初期，為進一步清除管道內殘留的雜質和水分，需進行清管作業。在清管器運動過程中，由於前後壓差的存在，清管球射流孔會產生節流效應，溫度隨之降低，天然氣水露點較高時析出水分，並在一定條件下形成天然氣水合物，進而造成冰堵，增加清管作業的難度和風險。

站場節流引起的冰堵

當天然氣流經過濾分離器、調壓撬、孔板流量計等裝置時，引起天然氣節流，由於焦耳－湯姆森效應的存在，天然氣溫度隨之降低，天然氣水露點較高時會析出水分，形成水合物，進而產生冰堵。若冰堵發生在過濾分離器，會造成濾芯堵塞，進而引發濾芯的變形和損壞；若發生在調壓撬，會造成管內流通面積減小，甚至全部堵塞，進而影響向下遊使用者平穩供氣；若發生在流量計處，會影響流量計的精準度；若發生在閥門引壓管處，會引起控制單元無法準確檢測訊號，造成閥門誤關斷。

01 冰堵的預防措施

嚴格控制氣源質量

預防天然氣冰堵最為根本有效的方法是降低天然氣水露點，控制氣源質量。天然氣進入幹線管道之前，先經處理廠乾燥處理，常用乾燥方法有液體吸附法和固體吸附法兩種，前者是利用甘醇等具有良好親水性的吸附劑進行脫水，降低天然氣水露點；後者是利用矽膠、活性炭、分子篩以及氧化鋁等較強吸附能力的吸附劑進行脫水，使天然氣水露點達到相關要求。

做好投產前的管道乾燥

為清除管道水試壓產生的殘留水，試壓完畢後需進行乾燥處理。常用管道乾燥方法包括幹空氣乾燥法、真空乾燥法以及乾燥劑乾燥法。其中，幹空氣乾燥法具有乾燥時間較短、工藝簡單、成本較低、乾燥材料來源較廣等優點，是目前國內使用較為廣泛的乾燥方法；真空乾燥法具有可靠性較高、不會產生廢棄物、符合站場HSE相關要求等優點，但成本相對較高；乾燥劑乾燥法在實際使用過程中，一般採用選擇較為便宜的甲醇作為乾燥劑。在實際工程中，常結合管道幹線走向複雜、站場內部工藝管道規格較多、工期較緊等特點，選擇多種方法共同完成管道乾燥任務。

提高天然氣溫度

為防止天然氣水合物的形成，用加熱爐對天然氣加熱或在調壓撬、氣液聯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，國內多數站場常採用該方法，效果較為明顯。

化學抑制劑法

為避免天然氣水合物的產生，可向管道中注入一定量的化學抑制劑，改變水和烴分子之間的熱力學平衡條件，達到保持天然氣流動的目的。該方法也是一種常見的解堵方法。

其他措施

為降低冰堵發生的機率，管道投產初期，可對站內調壓撬、放空立管、閥門、過濾分離器、計量撬、排汙罐等裝置多次排汙，將管道和裝置內積液排出，並及時更換過濾分離器濾芯。條件允許的情況下，也可適當提高分輸支線管道執行壓力，縮小分輸調壓撬前後壓差，減少溫度降低幅度，儘量避免冰堵發生。

02 冰堵發生後怎麼治理

幹線清管解堵方法

對於幹線管道清管出現的冰堵問題，較為常用的方法是將冰堵段兩端閥室閥門關閉，並適當放空降壓，天然氣水合物將隨著壓力的降低快速分解，從而達到解除冰堵的目的。也可配合使用蒸汽車向管道外壁噴射高溫蒸汽，對冰堵管道進行充分加熱，加速天然氣水合物的分解。該方法在西氣東輸二線清管作業時曾使用。

調壓閥解堵方法

對於站場調壓閥之後出現冰堵時，可注入適量甲醇等防凍劑，利用其良好的親水性吸收天然氣中的水分，降低含水量，進而降低天然氣水露點而快速將水合物分解，達到解堵目的。該方法在大沈天然氣管道投產初期被沿線多個站場採用。

站內區域性管段解堵方法

站內區域性管段出現冰堵時，可利用加熱裝置對天然氣進行加熱，提高天然氣溫度，使天然氣水合物快速分解。加熱裝置一般有電加熱器和水套爐兩種，加熱功率較小時常採用電加熱器，加熱功率較大時常採用水套爐。

分輸管路解堵方法

天然氣管道站內分輸管路冰堵時，可切換至備用管路，並在發生冰堵管段纏繞大功率電伴熱帶，對管道進行加熱，使水合物快速分解。也可臨時採用調壓閥上游球閥節流的措施，減小調壓閥前後壓差來降低節流效應，達到解堵目的。

壓氣站場解堵方法

對於聯絡壓氣站或者分輸壓氣站，站內發生冰堵時，可採用調節工藝流程，利用壓縮機出口的高溫天然氣反吹冰堵段，加速水合物分解。西二線紅柳壓氣站出現冰堵時，利用摻混西一線壓縮機出口端高溫氣的方法對冰堵段管道進行解堵。

分離器、排汙管解堵方法

天然氣管道站內分離器、匯管排汙管線出現冰堵時，可採取線上排汙的方式解決冰堵問題，也可切換至備用分離器，待冰堵解除後恢復。

引壓管解堵方法

天然氣管道站內調壓閥引壓管或指揮器出現冰堵時，由於其管徑較小，產生水合物不會太多，可採取較為簡單有效的熱水噴淋法，向引壓管或指揮器上直接澆注開水。該方法較為簡單易行，效果較為明顯。

使用者28996860321892022-02-13 04:51:43

天然氣中不可避免地會含有水汽，故而天然氣也存在類似的水露點。在溫度等於或低於水露點的管壁上，水汽就會冷凝聚整合水。在不同的條件下，這些水會形成不同的固態沉積物，減小當量管徑，增加流動摩擦阻力甚至堵塞管道。

沉積物有兩類，一類是冰塊，另一類是天然氣水合物。

當管壁溫度既低於水露點又低於水的凝點時，冷凝水會結冰，形成冰塞。

天然氣水合物外觀上是類似於碎冰或雪的白色結晶體，結構上是一種籠形包合物，可以是十二面體、十四面體或十六面體。水分子借氫鍵結合成籠形晶格，氣體分子則在範德華力作用下被包圍在晶格中。管道中形成水合物的條件是天然氣溫度既低於水露點又低於水合物形成溫度並需存在晶種。通常在壓力為3～5兆帕和溫度為2～6攝氏度的條件下，水與天然氣充分接觸即可形成水合物。

使用者13674125317926032019-10-17 06:01:17

不會漏氣，一般這種情況是不會發生的。常常發生的是在集氣場站，降壓太多級，才會產生冰堵的現象。所以具體問題應該諮詢下天然氣公司。