浅析天然气管道的冰堵原因及相应解决策略

鲁清友++张凯

摘 要：目前在我國，天然气作为常规能源的一种，是我国工业、民生等多个领域的重要能源构成。大多数情况下，天然气都采用了长输管道输送的方式，由于管道经过的部分区域自然环境恶劣，再加上不同季节变化带来的温度下降问题，导致天然气长输管道很难避免冰堵问题。一旦发生天然气管道的冰堵不仅会导致天然气的管道输送故障，还会影响工业和民生用气。因此，解决天然气管道的冰堵问题，是天然气输送管理部门的一个重要任务，也是一项作业难点。

关键词：天然气管道；管道冰堵；解决措施

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0165-01

1 前言

随着我国社会经济各项建设的快速发展，能源供应作为我国的重要发展动力，是我国开展现代化建设的重要基础。天然气作为常规能源的一种，是我国工业、民生等多个领域的重要能源构成。目前我国天然气输送多是采用管道输送的方式，在一些自然环境恶劣的地域或者由于某些环境和气候变化很容易造成天然气管道的冰堵问题，从而导致天然气的管道输送故障，进而影响工业和民生用气。因此，解决天然气管道的冰堵问题，不仅是保障天然气输送顺利的前提，也是确保我国以天然气为能源的各项工业民生项目进展顺利的重要基础。

2 天然气管道的冰堵类型及成因分析

2.1 天然气管道的冰堵类型

（1）天然气管道完后交付使用时干燥不彻底引起的管道冰堵。这一类型的天然气管道冰堵主要是在天然气管道施工完成交付使用之前没有按照严格的监测程序对天然气管道进行干燥处理，使得在天然气管道内残留部分的水分。由于管道的密封性良好，水分难以蒸发，同时在一些地势起伏区域的低地势区极易聚集水分，当天然气管道所处的环境温度下降到一定程度时，就会发生冰堵问题。（2）站场节流的焦耳汤姆逊冰堵。这一类型的天然气管道冰堵主要是进行站场节流时，管道内的天然气问题急剧下降，部分水蒸汽掺杂在天然气中，当天然气管道中的压强达到一定阀值就会使得气态的水分转变为固态，造成天然气管道的冰堵问题。（3）天然气管道清管作业造成的冰堵。这一类型的天然气管道冰堵主要是进行干线天然气管道的清管作业时，未能进行彻底的干燥处理，使得清管作业中的部分液态水残留在天然气管道内，同样的，当在低地势区，液态水会聚集，当天然气管道所在的区域温度下降到一定程度后，液态水凝结为固态，进而造成了天然气管道的冰堵问题。（4）天然气水分比例过高造成的冰堵。部分地区开采的天然气本身的水分残留较多，如未经处理直接进入天然气输送管道，当天然气输送管道路经低温区域时，其中的液态水往往会凝固，进而造成天然气管道的冰堵问题。

2.2 天然气管道的冰堵成因

从上述四种不同类型的天然气管道冰堵的分析中可知，造成天然气管道冰堵的主要成因即是天然气管道内的水分经过低温作用后在管道内凝结为固态进而造成管道冰堵。按照其中的水分不同状态下的转化，天然气管道的冰堵成因又可以分为人为因素和自然因素两种。

人为因素多是天然气管道产生液态水的原因，例如在天然气管道施工结束后，在交付使用之前未能进行彻底的干燥处理，使得天然气管道内有液态水，当天然气管道在经过低地势区域时，液态水就会聚集，当此区域的气温下降至冰点时，液态水就会凝固为固态，进而造成天然气管道的冰堵。因此，液态水的冰堵多是发生在天然气管道施工完成交付使用的初期，同时液态水的聚集多是在低洼管道处以及天然气管道的拐角处。

自然因素导致的天然气管道冰堵，主要是其中的气态水含量过高造成的。气态水是伴随着天然气同时产生的，尤其是在一些气态水含量较高的地区，当天然气进入管道后，管道内的压强会增加，如果此时外界的汽温降至冰点，那么其中的气态水就会发生凝固，同时与天然气成分进行相互作用，形成一种固态的结晶体（可燃冰，由水、甲烷、乙烷等构成的固态结晶），产生类似于冰堵的问题。这种成因的天然气管道冰堵问题多是发生在天然气的传输中转站，同时由于可燃冰十分的不稳定，因此在进行排查时危险程度往往也较高。

3 天然气管道冰堵的解决措施

3.1 液态水引发冰堵问题解决措施

对于由于天然气管道中含有液态水造成的冰堵问题，可以通过在较易产生聚集液态水，从而在低温作用下凝固为冰的管道区域采取相应的措施进行预防。例如在天然气管道的弯道处、天然气管道的交户口，以及低洼处的天然气管道通过施加干燥剂进行干燥。主要的干燥剂包括甲醇、乙二醇、三甘醇等，此外在有些天然气管道的冰堵排查中，也可采用干空气干燥法进行冰堵的预防。主要的措施为，通过在管道内通入干燥的空气从而达到干燥天然气管道的目标。

3.2 气态水引发冰堵问题解决措施

对于由于天然气管道中含有气态水造成的冰堵问题，也已通过对上述冰堵类型和成因的分析，采取针对性的措施，其中主要的预防措施包括以下几项：其一，对于进入天然气管道内的气体进行严格的准入检查，确保其中的含水量达到国家标准，并进行符合标准程序的干燥后方可进入管道；其二，站场的传输设备要进行及时有效的排污，降低设备上的杂质，排除站场管道内的积液，从而尽可能的降低可燃冰的凝固；其三，可以在一些防冰堵问题严峻的区域，通过加入化学抑制剂的方式抑制类似可燃冰等天然气水合物的形成。

4 结语

天然气管道是涉及国家各项工业和社会民生的基础设施，对于绝大多数的社会群体具有提供便捷、环保、安全的能源的功能。因此，彻底的解决天然气管道的冰堵问题，是保障上述功能的重要基础。本文通过对天然气管道冰堵的四种类型和各自成因的分析，进而在结合实际情况的基础上提出了针对液态水和气态水两个不同天然气管道冰堵成因类型下各自的防治措施，以便为一线的具体操作提供可参考的建议。

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