试论天然气管道冻堵的成因及其防治

张奉君

【摘要】解决天然气管线水冻堵现象，一直是天然气管网输配运行中的一大难题。本文从天然气管道冻堵的成因出发，逐步讨论分析其防治措施。

【关键词】煤气管线；冻堵；集水器；涡流无损解冻；反应剂

中图分类号：TE64文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）08-0106-01

燃气管道作为一种为城镇工业、居民输送燃料的特种设备，它与电力、自来水一样，是不可缺少的基本能源供应。在改善人民的生活质量、城市环境、方便生活、繁荣经济及社会主义现代化建设等诸多方面起到非常重要的作用。因此确保燃气管道的通畅运行就显得尤为重要。本文主要讨论了天然气管道冻堵的成因及其防治。

一、天然气管线水堵、冻堵产生的原因

1、天然气管线出现断裂处有水封闭，处部水压高于天然气管线内压力，至使外来水流入天然气管线内，自生产运行2005年后，共发生三起此类情况。

2、天然气中水和水蒸气与气态C2、C3和C4生成结晶水化物。水化物能缩小管道的流通断面，甚至堵塞管道、阀门以及仪表和设备，如安全阀、调压器等。当温度降低使天然气低于其露点而生成水化物时，很容易冻成普通的冰，使管线冻堵。

3、在工程施工中，由于施工在雨季、地下上水或者管线吹扫不彻底，没有干燥措施，也容易在今后冬季管网系统运行时发生冻堵。

二、天然气管道冻堵的防治措施

一）形成冻堵之前的预防

1对煤气进行脱水处理煤气中的水和水蒸气能与气态的C2、C3和C4生成结晶水化物。水化物能缩小管道内煤气的流通断面，当温度降低使煤气低于其露点而生成水化物时，很容易冻成普通的冰，使管线冻堵。为使气体中水分含量降低到不致形成水化物的程度。为此要使露点降低到大约低于输气管道工作温度5℃～7℃，这样就使得在输气管道的最低温度下，煤气中的水分含量最少。要使露点降低，要进行必要的脱水处理。所以脱去煤气中的水和水蒸气是预防煤气管道冻堵的有效方法之一。目前用于工业上的气体水分脱除方法主要有加压冷却、冷冻降温分离、膜分离、吸收、物理吸附等方法。

2降低煤气压力煤气压力的降低使单位空间内的煤气密度减少，同时也使单位空间内的水蒸气和气态的C2、C3、C4含量减少，当温度较低时，可以减少水化物的形成，从而使冰的形成降低，因此减少了管道冻堵现象的发生。

3加强设备的管理在冬季管线、设备巡护时，加强设备管理的力度，增加对过滤器、集水器的放水次数。加强对阀门井的观察和管理。

4增设集水器

为排除燃气管道中的水和污物，在工程施工时，对管道敷设应有一定坡度，管线坡度不小于0．003，以便在低处和阀门井处设集水器，将汇集的水和污物排出。集水器的间距，视水量和污物的多少而定。由于管道中煤气的压力不同，集水器有不能自喷和自喷两种。如管道内压力较低，集水器中的谁就要依靠抽水泵手动抽水。安装在高、中压管道上的集水器，由于管道内压力较高，积水在排水管旋塞打开以后自行喷出。为防止剩余在排水管内的水冬季冻结，应设有循环管，使排水管内水柱上、下压力平衡、水柱依靠重力回到下部的集水器中。为避免煤气中杂质堵塞，排水管与循环管的直径应适加大。在管道上布臵的集水器还可对其运行状况进行观测，并可作为消除管道堵塞的手段。

二）冻堵形成后的解决措施

以往常规处理管线冻堵多用喷灯、热水浇灌加热的方式，把冰烤化后，再用气体将水分吹扫出。无论哪一中常规手段，对管线防腐层都是一种损害，而且比较费力。正是基于上述原因的考虑。根据物理和化学原理，制定了涡流无损伤解冻技术和加入反应剂两种解堵方案。

1涡流无损伤解冻技术

涡流解冻技术是将电能转化为磁场，磁场转化热能的技术。将电缆缠绕在要解冻的管线上，于是电缆就形成了类似磁力线圈的装臵，磁场在中心位臵强度最大，所以产生的热量由管线中心沿管线径向进行温度梯度变化，在一定时间内将管线内部的冰融化排出。该技术不破坏保温层，可使注汽冻堵管线解冻恢复正常。可应用于冬季被冻的集水器或住宅进户线等处。

2加入反应剂

最常用来作为分解水化物结晶的反应剂是甲醇(木精)，其分子式为CH2OH。此外，还将甘醇(乙二醇)、二甘醇、三甘醇、四甘醇作为反应剂。醇类之所以能用来分解或预防水化物的产生，是因为它的蒸汽与水蒸气可形成溶液，水蒸气变为凝析水，降低形成水化物的临界点。冬季室外温度在-30℃左右，加入适量的反应剂，使水蒸气形成水化物的临界点低于室外大气温度，便可减少冻堵现象的形成。

3技术优势

(1)当发生冻堵时，大多数在引入管地平面处结冰，可将单元阀上方的管堵打开，注入反应剂。在解冻后吹扫时可免去对立厅管的影响，而且使用硬制设备如钢钎等也不会对立管造成影响。

(2)有利于强度试验、气密性试验和吹扫，两个三通这样的结构就相当于将引入管和立管分开，在做上述试验时，可不必拆卸单元阀。

(3)如立厅管中含有水分或者灰尘杂物，可打开管堵将其轻易排出。

(4)在臵换投产时，引入管管堵部分可做为庭院管网的臵换点。

(5)关闭单元阀，可以做中压级别的吹扫工作，不会影响到室内的计量表。不足之处是比原方案多加了两道管堵，增加了维护费用。

参考文献

[1]《管道防冻堵技术》中国石化出版社，2005年5月