BOG回收调压计量橇冰堵浅析

王宇宁 王开闯

摘 要：冬季气温降低时，LNG加气站的BOG回收调压计量橇在生产运行期间容易发生冰堵现象。根据部分高速公路服务区LNG加气站内BOG回收调压计量橇实际生产运行情况中冰堵发生的时间、位置、严重情况加以分析，给出有效的预防措施和处理方法。

关键词：冰堵;预防措施;处理方法

1 引言

近年来，能源供需不断增大，而对环境保护的要求不但没有降低，反而不断提高。为了打赢蓝天保卫战，有效减少重污染天气发生频率，减轻污染程度，降低雾霾天数，国家、省、地方各级政府出台了各种方案。相比于煤炭、石油，天然气燃烧产生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多，对大气污染又低，有很好的环保性能，更符合国家今后的能源发展方向[1]。天然气液化后，体积缩小为原来的1/600，不仅便于运输，而且燃烧更持久，用于汽车燃料，汽车续航里程大幅提高。由于液化天然气比柴油更加经济、安全、高效，因此燃气重卡在货运重卡中的占比逐年增加，我国各省份越来越多的高速服务区开始投资建设LNG加气站。考虑到“煤改气”项目的推进，高速服务区内的燃煤锅炉需改成燃气锅炉，在高速公路服务区内的部分LNG加气站还配套建设了BOG回收调压计量橇，在肩负着为通行车辆提供能源补给责任的同时，也承担着为高速服务区锅炉供气的重任。燃煤锅炉需要人工添加煤，劳动强度大，工作环境差，运行成本高。换成燃气锅炉后，气体燃料通过管道进行输送，带来了极大的方便。与此同时就需保障BOG回收调压计量橇的安全生产运行，掌握预防及处理橇内管道及相关设备发生冰堵现象的方法就显得颇为重要。

2 BOG回收调压计量橇的工作原理

液化天然气（LNG）是天然气经过压缩、冷却至其沸点温度（-161.5℃）后变成的液体，在LNG加气站中一般储存在具有低温绝热结构的储罐内[2]。值得注意的是，由于工艺原因，站内储罐、泵池、管道等设备内的LNG与外界环境不可避免地存在热量交换，导致BOG（闪蒸气）的产生。BOG的产生会引起储罐、泵池等设备的压力升高，使得LNG加气站的安全生产运行受到影响[3]。特别是当LNG

加气站的销量过低时，LNG存放时间过长，储罐压力不断上涨，出于安全考虑，就需要将产生的BOG气体放散掉。LNG加气站内增设一套BOG回收调压计量橇不仅可以满足锅炉用气的基础上，还可以减少气量损失，节约生产运行成本。BOG回收调压计量橇与加气站内的储罐相连。BOG气体从储罐出来后，流经气化器、调压计量装置、缓冲罐，最后输送至燃气锅炉。当BOG气体的产生量满足不了需求时，还可以将储罐内的LNG直接气化，满足锅炉用气需求。

3 BOG回收调压计量橇冰堵原因及预防措施

天然气在管道输送时，其中的一些组份（甲烷、乙烷等）与水分子在特定压力、温度条件下形成的白色结晶体，类似致密的冰雪，密度为0.8-0.9g/cm3，学术称为水合物，俗称可燃冰，形成温度可高于0℃，从而发生冰堵现象。

水合物易在高压低温环境下形成，为有效地预防BOG回收调压计量橇冰堵现象产生，就需要破坏水合物的形成条件。冰堵现象易发生的部位多为过滤、调压、弯头等设备处。冰堵的位置不同，造成的后果也相应不同。如果过滤分离器冰堵，会引发滤芯堵塞，进而导致滤芯变形或损坏[4];如果调压撬冰堵，管内流通面积减小，甚至全部堵塞，会影响下游用户的正常用气;如果流量计冰堵，流量计的精准度会受到影响;如果仪表引压管冰堵，指针会异常波动。由此可见预防冰堵的重要性，在实际生产运行过程中可以从以下三个方面进行：一是要在冬季运行前检查BOG调压计量橇内的过滤器、阀门，并清除其中的水分和杂质;二是及时开启水浴式加热器，并进行观测，根据液位不定时加水。如果没有水浴式加热器，或者水浴式加热器不能满足需求，应在BOG回收调压计量橇内部分管道缠绕伴热带，并对其加热效果进行观测，损坏的伴热带需及時更换;三是对易发生冰堵的设备或其构件，如局部管道低点、弯头、过滤器的滤芯，定期检查并除水、排污，同时还要制定相应的应急处理措施。

4 冰堵的处理方法

BOG回收调压计量橇在实际运行过程中，如果发生冰堵现象，就需要根据具体实际情况采取合理有效的处理方法。通过破坏水合物的形成条件，以达成解堵目的的方法有热水浇注法、降压解堵法、加注抑制剂法[5]。根据冰堵设备、位置的不同，常用的解堵方法有直接清理法和分输管路解堵法。这五种方法具体说明如下：

4.1 热水浇注法

直接将热水浇注在冰堵位置上，通过升温来破坏水合物形成条件，使得冰堵位置上的水合物分解。该方法简单有效，但是也有其局限性。首先该方法一般适用于小口径管道或调压、节流设备，如引压管等;其次，冰堵位置处的设备或材料受热应力影响比较严重的情况下，同样不适用该方法。

4.2 降压解堵法

将冰堵部位的工作压力调低，或者干脆直接放空至压力为零。该方法是通过降压的方式来破坏水合物形成条件，一般压力每降1MPa，水合物形成温度就会降低3-5℃，适用于大口径管道、流量调节阀等设备。其优点为简单、易操作，而缺点则是解堵时间长影响正常输气，同时还会造成部分气量损失。

4.3 加注抑制剂法

和热水浇注法、降压解堵法一样，该方法也是通过破坏水合物形成条件，从而使水合物分解。所不同的是，该方法利用了防冻剂良好的亲水性能，从而降低管线内天然气的水含量。相比于降压解堵法，加注抑制剂法解堵时间快，但是其缺点也很明显，那就是加注设备的投入与使用增加了运行成本。所以该方法一般用于某些特殊情况，比如当地埋管线发生冰堵时，热水浇注法和直接清理法就不适合解堵，此时可以通过配套的加注设备将甲醇等防冻剂注入冰堵的管线。

4.4 直接清理法

冬季锅炉燃烧供暖的时间段一般为夜晚和凌晨，所以BOG回收调压计量橇在白天的时候是停止工作的。在该时间段内可以直接将冰堵的设备打开或拆卸进行水合物清理，这样就不会影响到锅炉用气。需要注意的是，在使用该方法前需确定冰堵设备便于拆卸和安装。

4.5 分输管路解堵法

为了在维修的同时不影响用户正常用气，一般情况下装有调压和计量设备的这部分管路都安装有备用管路。分输管路冰堵时，先将备用管路阀门打开，然后再将冰堵管路阀门关闭，此时就可以对冰堵管段采取一定措施以达到解堵的目的，比如在冰堵管道上缠绕大功率电伴热，进而快速分解水合物。

5 结束语

在冬季运行期间，为了满足锅炉用气需求，防止BOG回收调压计量橇内工艺管线及设备冰堵是工作中的重点。然而一旦发生冰堵现象，就需要根据具体情况及时采取合理的处理措施，快速解决问题。

参考文献：

[1]鲁清友，张凯.浅析天然气管道的冰堵原因及相应解决策略[J].中国科技纵横，2017，000（020）：165+167.

[2]潘长满.天然气管道冰堵发生原因及解决对策[J].化工管理，2016，000（016）：163.

[3]王志方，李波，吴岩.天然气管道冰堵发生原因及解堵措施[J].天然气与石油，2014（01）：10+56-59.

[4]姜宇.试述天然气管道冰堵发生原因及解堵措施[J].商品与质量，2015，000（026）：22-22.

[5]蓝维波，郭芳.天然气管道冰堵发生原因及解堵措施[J].中国化工贸易，2015（21）.

作者简介：

王宇宁（1989- ），男，陕西延安人，助理工程师，在陕西燃气集团交通能源发展有限公司从事天然气场站运营管理工作。

王开闯（1991- ），男，陕西安康人，助理工程师，在陕西燃气集团交通能源发展有限公司从事天然气场站建设工作。