增压煤层气集输管道堵塞分析及防治

摘 要：伴随着经济的不断发展和科学技术水平的不断进步，人与自然界中物质能量的交换能力也在不断的提高。煤层气是一种优质、高效的清洁能源，在目前的应用越来越广泛，主要是采用压力管道的输送方式对煤层气进行运输，在这一过程中就不可避免的会出现增压煤层气集输管道堵塞问题，本文就主要对增压煤层气集输管道堵塞问题及防治措施进行了简要分析。

关键词：增压管道;煤层气;堵塞

目前，我国大力支持煤层气产业的而发展，并且加大了研究的大力，伴随着井下煤层气开发利用规模的不断扩大，我国煤层气产业将会迎来发展的春天，为了保证煤层气的顺利输送，加强对集输管道堵塞问题进行研究具有重要的意义。

1 对煤层气产业进行开发的重要意义

1.1 有利于能源结构的改善

从目前的发展现状来看，我国的能源储量相对较低，并且主要的能源是以煤炭为主。因此，不管是在人们的生活方面还是经济发展方面，我国能源一直处于一种供需紧张的状态。通过对煤层气这一新型能源的开发，能够有效的缓解我国能源紧张的问题，在一定程度上促进我国能源结构的转变，同时对于促进我国经济的快速发展也就要一定的现实意义。所以说，为了将我国煤炭资源的优势充分发挥出来，就要做好对煤层气的研究和开发力度，有效改善我国能源结构，对资源紧缺问题进行缓解。

1.2 有利于煤矿开采安全系数的提高

近几年来，我国传统的煤矿开采技术逐渐成熟，在这以过程中，煤矿爆照事故等安全事故也层出不穷，瓦斯爆炸所导致的人员伤亡是相关部门关注的重点问题。如果在进行煤矿开采之前能够先做好煤层气的开发和利用，就能有效的降低煤层气中的甲烷含量，将含量控制在安全的范围之内，这样一来就能在很大程度上降低瓦斯爆照的概率，有效的避免人员伤亡问题的出现。

1.3 有利于减少对环境的污染

目前，对在世界范围内对环境保护问题的关注度都飞非常高。相关数据调查现实，在我国每年通过煤层气向大气中排放的甲烷量竟然达到60亿m3之多，已经占据全球总排放量的三成，这以问题的出现不仅严重污染了环境，还在一定程度上造成了大量的资源浪费。因此就需要加大对煤层气资源的开发力度，这不仅是国际形式的发展要求，也是我国环保建设的重要举措。

2 增压煤层气集输管道堵塞的主要原因分析

2.1 地形原因

我国地域广阔，地形条件复杂，大部分的煤矿区都在高山地区，地势复杂、地形崎岖，不仅环境复杂，地形也难以把握，这样一来就只能将增压煤层气集输管道铺设在凹凸不平的地区。由于不平等地区具有高差和多弯的特性，在进行管道设计的时候就出现了U形谷，这样一来由于煤层气管道中的煤层气携带的液体与管道中的凝析液就容易在管道的U形谷位置造成水堵现象。

2.2 煤层气组分原因

煤炭的具体性质是影响煤层气组成的主要原因，一般情况下，煤炭的硫换辆都比较大，这也就使煤层气中会蕴含大量的酸性气体，通常以硫化氢和二氧化硫为主，这些气体的存在就导致煤层气中出现水蒸气，进而在流动速速、环境温度和酸性气体的共同作用下就产生了亲水膜，同时亲水膜又能对原电池产生一定的腐蚀作用，导致管道比上的酸性气体和水溶液发生电离反应，产生大量的铁锈，在造成管道堵塞的同时还会对输气管道进行腐蚀，影响管道的质量，缩短管道的适用寿命。

2.3 粉尘颗粒原因

粉尘颗粒是煤层气中自带的杂质，这些杂质在管道中进行流动的时候，如果遇到了转弯或者管道断面的情况下就会影响流动的速度，这就导致了液体中的颗粒杂质出现下沉现场，经过长时间的积累就因打了管道的堵塞。与此同时，这些粉尘还会在一定程度上加快水蒸气的凝结速度，最终导致液体的增多，特别时在温差较大的时候，煤层气中分成颗粒的凝结作用就更加明显，就会使水蒸气凝结的水滴附着在管道上，之后这些水滴又会去吸附分成颗粒，形成一种循环效应，在水蒸气和粉尘颗粒的共同作用下就特别容易产生管道的堵塞问题。

2.4 温度和输送压力原因

在进行煤层气运输的过程中，对水和水化物影响比较大的就是 温度作用，在温度出现变化时就会直接影响管道内各种物质的生存条件，并引起化学反应，在水和水化合物产生反应的过程中引发水堵问题。从目前的情况来分析，在冬季或者低谷的区域比较容易导致水化合物和水的生成，因为其生成受到温度和地段的影响比较大。在天然气的温度低于水化合物形成的温度是，也就是在温度急剧下降的过程中会导致大量水化合物的生成，这样也就加大了管道堵塞发生的机率。同时，观察水化合物的平成曲线不难发现，在管道内压力升高的时候就会导致水化合物的温度升高，这样一来就严重的影响了煤层气集输管的使用寿命。

3 增压煤层气集输管道堵塞主要防治措施

3.1 对煤层气的净化度予以提高

煤层气数一种伴生资源，其成分与天然气类似但又存在着不同，不能直接代替天然气，因为在对煤层气进行开采的过程中有大量的杂质和有害气体混入。在煤层气进行集输的过程中，由于粉尘颗粒和水滴液等杂质会导致沉淀问题最终造成水堵，因此，加点给对煤层气中杂質的处理至关重要。虽然管道中杂质不能彻底的被清除，但是在逐渐的摸索中可以不断的提高处理能力，加大技术投入，为了降低堵塞的几率，可以在管道上增设过滤装置，以提高煤层气的净化度。

3.2 设置脱水设施，或者是使用水化合物抑制剂

导致煤层气集输管道发生堵塞的一个主要的因素就是水化合物的影响，这种问题的处理难度还比较大，已经成为目前影响煤层气集输的一个重要障碍。为了减少水化合物的影响，可以在增压站进行脱水设备的设立，比如说利用三甘醇脱水溶剂亲水性能好的特点，对煤层气中的水合物进行吸附，同时在进行加热再生，在反复的作用下达到良好的脱水效果。以此同时还要注意脱水设备的维护和保养工作，严防三甘醇溶液进入管道内而促使杜塞物的形成。另外，加入水化合物抑制剂还能够有效的降低水化合物的形成，减少水化合物引起的堵在问题的发生。水化合物的防治效果同煤层气的温度和抑制剂的种类及数量有着密切的关系，在进行防治的过程中必须要以管道的实际运输情况为主要依据，对抑制剂种类和注入方式的选择要做到科学合理，并且要根据生产实际的变化进行及时的调整和完善。

3.3 对综合防御措施进行制定

煤层气集输管道中晕死堵塞的原因有很多，最为严重的一个问题就是水堵问题，因此为了能够将管道的堵塞问题彻底的解决，就需要采取有效的脱水方式，这也是对水堵和水化合物堵塞进行防治的做好方法。水堵和水化合物的堵塞问题主要时由于煤气层中的水凝结而产生的，目前相关的技术手段虽然不能够使煤层气完全脱水，但是却能将凝结的水进行及时排除，避免水量增加而使水堵的次数增加，并且在凝结物排除后还能对水化合物的生成条件予以破坏，这也就在一定程度上抑制了水化合物的产生。另在，在煤层气管道内的U形谷低洼位置做容易发生堵塞问题，因此需要在U形谷低洼位置进行排水管道的设置并进行不定期的排水，同时做好长距离运输管道的定期清理工作，减少下游管道的水堵几率。

3.4 对管道设计参数进行优化

在对管道堵塞问题进行调查后，就需要对管道的设计问题进行技术讨论并制定有效地解决方案，对管道的结构参数、保温参数等进行优化设计，以此来降低管道堵塞发生的概率。从设计参数优化后的效果来分析，不但能够有效减少堵塞的次数和频率，还能够为管道的后期改造建设提供理论依据，在节约人力和物力的同制，实现了企业经济效益和社会效益的双丰收。

4 结束语

总之，由于目前我国的煤层气利用程度还比较有限，这个领域还处于发展阶段，因此对管道都堵塞的防治方法主要是借鉴天然气管道堵塞的处理措施。所以，今后在对煤层气集输管道领域问题进行研究的过程中，要建立成熟的管理体系，对可能发生的问题进行合理的分析，找到科学的解决办法，有效促进煤层气的开发和利用。

参考文献：

[1]薛岗，许茜，王红霞，王遇冬，刘子兵.国内煤层气地面集输系统现状及简析[J].中国煤层气，2011，05（1）：40-43.

作者简介：

赵承达（1989- ），男，汉族，籍贯：山西晋中，学历：本科，助理工程师，目前从事燃气开发与利用工作。