天然气管道冰堵发生原因及解堵措施

王亮

(中国石油长庆油田分公司第三采气厂， 陕西 西安 710201)

天然气管道冰堵发生原因及解堵措施

王亮

(中国石油长庆油田分公司第三采气厂， 陕西 西安 710201)

天然气管道冰堵是指由于某些气候或环境等原因造成天然气运输管道发生冰堵堵塞管道导致天然气运输出现故障。由于天然气运输路程远，路径天气气候、地势等环境复杂，所以冰堵这一类非人为事故常有发生。本文将通过深入分析冰堵发生的原因，冰堵的主要类型，找出相应的管道结堵措施，以此为天然气管道的建设和冰堵解决办法提高参考。

天然气管道；冰堵；发生原因；解堵措施

能源问题一直是人们关注的焦点，为了让能源得到有效利用，更好的促进西部大开发战略，我国于很早就启动了西气东输的战略构思并加以实施。不仅仅是西气东输工程，大多数天然气管道都是长距离输送，导致了运输过程很难避免出现冰堵的情况。对于天然气长输管道和天然气分输站，冰堵一直都是一个运行管理部门面临的主要问题之一。一般来说冰堵产生的原因有二：一是由于在长距离输送管道正式投入使用前都需要对其进行注水试压，完后需要进行扫线和清理管道，然而这一过程工作量巨大，很难保证将管道内的存水清理干净，这样就会导致管道内存有少量不会构成较大影响的积水，然而由于管道长，地势起伏的原因，积水在低谷处聚集，在温度低于冰点时结冰导致冰堵的发生；二是由于焦耳汤姆逊效应，在天然气途径分压场的调压撬、过滤分离器时，温度急剧降低，当温度降低到水露点下时，天然气组分中的水分子析出，又由于处于高压条件下，就会与天然气一起形成天然气水合物，以此堵塞各个管道器件，由于调压撬的工作特性，此类冰堵时有发生且较难避免。这一现象在西气东输二线尤其明显，因其气源来自中亚，天然气中的水和硫含量都较高，故在降压分输过程中极易产生冰堵。

1 天然气管道冰堵发生原因分析

1.1 冰堵成因

冰堵产生的根本原因还是由于管道内的水分含量过多。所以绝大多数的冰堵发生在温度较低的北方或者高原地区或者冬季。水分在天然气管道正常传输时以液态水和气态水的形式存在。液态水主要来源于人为操作不当。在天然气制造完成投入使用前，为了保证管道的实用性、可靠性与安全性需要对天然气管道进行扫线和管道清理，完成这一工序后需要对管道进行干燥处理，而由于工程量大等原因，部分液态水残留在管道中，长距离运输中的地势起伏较大，大多液态水随着地势于低洼处聚集，由于处于管道内部，液态水很难挥发，在气温降低到冰点时凝聚成冰导致冰堵；气态水的产生是直接伴随着天然气产生的，一般中亚地区的气态水含量较高，在气态水的含量较高时，在高压低温的条件下很容易形成天然气水合物，进而结冰形成冰堵，此时的“冰”不再是水的固态，而是一种由水和甲烷、乙烷等小分子气体在一定条件下形成的固态结晶，俗称“可燃冰”，由于其不稳定性和可燃性，所以这种冰堵的排查也较危险。液态水导致冰堵大多发生在投入使用的初期，由于液态水未处理完毕，而形成与管道转角或者低洼处；气态水多发生在传输中转站，在低温高压条件下形成液态水而造成冰堵。

1.2 冰堵类型

冰堵发生的主要地方在干线管道和站场，而主要的冰堵类型有以下四种。

第一，投产干燥不彻底引起的冰堵；由于投产前的一系列监测后未对水进行彻底的干燥，由于管道内难挥发，地势起伏易聚集的特点，液态水积少成多，最后导致冰堵。第二，站场节流引起的冰堵；在站场节流中，由于焦耳汤姆逊效应，天然气的温度急剧降低，其中的气态水凝成水滴掺杂在天然气中然后于高压中固化导致冰堵。第三，干线管道清管作业引起的冰堵；由于干线的清管作业残留下来的液态水，和第一种情况冰堵产生结原因大致相同。第四，输送露点较高气源引起的冰堵；由于天然气中含有的水分较高，路径低温地区气态水液化，然后导致冰堵。

2 天然气管道冰堵后解堵措施

(1)管道干燥方法 天然气运输设施属于国家重要基础设施，关系到绝大多数人对能源的需求，所以运输管道的冰堵问题亟待解决。

关于液态水的积水问题，可在施工安装过程中在管道的弯道，交界口和低洼处通过施加干燥剂对管道进行干燥。需要达到的效果必须要与水能以任意比例互溶，在所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低，从而达到干燥管道的目的。这类干燥方法可选择甲醇、乙二醇或三甘醇等作为干燥剂。除了干燥剂干燥法外还有干空气干燥法，这种方法主要是通过通入干燥的空气对密封的管道进行干燥。

(2)冰堵防治措施 为了最大程度的降低冰堵的概率，提出了一下几点防治措施。①严格控制进入天然气管道的气体的含水量必须达到国家标准，为达到标准的需要进行干燥后才能进入。②对站场的工作设备进行日常排污，及时排除站场管道内的积液和设备上的杂质，最大限度降低“可燃冰”的形成。③加入化学制剂抑制天然气水合物的形成。

3 结语

通过对天然气管道冰堵发生原因的分析，提出了天然气管道的干燥方法和冰堵防治措施，以更好的防治冰堵的发生。

[1]代晓东,蔡荣海,杨合平,等.忠武管道天然气水合物的形成与抑制[J].油气储运,2012,31(2):158-159.

[2]李玉星，姚光镇.输气管道设计与管理[M].东营：中国石油大学出版社，2009：63-65.