天然气母站冰堵的预防与处理措施

程新求　黄纪伟

一、冰堵产生的原因

众所周知，天然气实质上由多种组分组成的天然气水合物。冰堵现象的产生需要满足一定的条件。经科学研究发现，所谓的“冰”实质上是天然气水合物，这种水合物是在一定压力和温度条件下，由天然气中某些气体组分和液态水生成的一种不稳定的、具有非化合性质的晶体，外观类似松散的冰或致密的雪。这些水合物的在场站设备内大量聚集，堵塞管道设备，形成冰堵。由于北方冬季温度普遍较低，如果场站天然气含水量满足条件，加之由于调压、变径等产生的节流效应造成的温降，气体在高压高速并伴有晶核的输气状态下，冰堵事故极易发生。

二、冰堵的危害

冰堵一般发生在调压、变径、分离器、管束车汇管等设备。冰堵对以上所述设备危害较大，可能导致调压阀皮膜穿孔，高压气体未经减压输送到下游，易引起下游管道超压运行，造成泄露甚至火灾、爆炸事故。同时水合物可能堵塞过滤器滤芯，造成前后压差增大，造成滤芯破坏，起不到过滤杂质的作用。在脱水过程中，如果脱水装置运行过程中，变径处或者冷却管发生冰堵，极易造成温升突然增大，影响传感器、变送器使用寿命，如果控制系统失效，极易可能发生爆炸。因此冰堵危害巨大，需要采取一定的措施进行预防和控制。

三、冰堵的预防措施

针对冰堵，一般可以采取以下几种预防措施：

（一）及时脱除天然气中的水分，降低天然气水露点

目前，天然气母站基本配有脱水装置，一定要发挥脱水装置的作用，定期检测水露点，一旦水露点升高到-33℃，就需要及时开启脱水装置，对天然气进行脱水，使气态水冷却为液态水，通过排污系统排出。脱水装置中分子筛也需要根据环境及使用条件定期更换，确保脱水效果。

（二）采取多次减压的方式进行减压

母站最易发生冰堵的是调压系统，采用多级减压可以减少去压降的幅度，可以减少冰堵的发生。因为在通常情况下，降低压力会影响管道的输送能力，因此在天然气传输的过程中几乎不采用调压系统来进行降压。但在天然气输送完后，利用天然气母站的调压系统来处理管道中的液态水，可以有效的避免冰堵的情况发生。具体的做法是在下部分输管道具备一定的储气调峰能力的情况下，适当的调节调压系统，提升下部分属管的压力，促使液态水在压力的作用下从下部分输管道中排除。另外，天然气母站中调压系统的运用，会发生能源转换，而能源转换又会产生热量，其散发在天然氣母站中，可以提升天然气母站抗寒能力，避免天然气母站发生冰堵情况。

（三）采用伴热的方式对管道进行保温

天然气母站之所以会发生冰堵的情况，与天然气母站温度较低有很大关系，而采用伴热的方式来对管道进行保温，可以提高天然气管道抗寒能力，如此有利于降低天然气管道冰毒情况的发生。这里所说的利用伴热方式来保温管道是指通过对排污系统及调压系统采取伴热带方式提高天然气的温度，可以有效减少冰堵的发生。因为在利用天然气管道输送完天然气后，通常会利用排污系统对天然气母站中的分离器、过滤器、汇管等设备进行多次排污，而排污系统运作会产生大量热能，这会使天然气管受到热量的作用，使其保温效果增强。而调节系统运作能够对天然气管道起到的保温作用，上文已经说明，在此就不做过多的重复说明。

（四）加气过程中，控制天然气流速

通过修改加气机的参数，降低天然气流速，可以避免管束车在初期充装时，汇管处发生冰堵。具体来说，就是在天然气母站输送天然气的过程中，工作人员要观察天然气管道中液态水积流情况，进而适当的修改加气机的参数，促使加气机的加气程度得以调整，如此便可以有效的控制天然气输送速度，而天然气管道中生成的液态水就会被及时的排出，从而有效的避免液体水积留在天然气管道中，那么即便室外温度降低，天然气母站的管道也不会发生冰堵。

四、冰堵发生后的处理措施

（一）冰堵段放空降压

通过放空使水合物的形成温度随压力的降低而降低，当其降至低于管线内天然气温度时，已形成的水合物将发生分解，达到解除冰堵的目的。具体的做法是：明确天然气拇战冰堵段的管道，对冰堵段部位进行放空或降压，天然气水合物会受到压力的作用，使其形成温度随压力下降而降低，当温度降至低于管线内天然气温度时，此时的温度点便是天然气水合物分解的温度点，天然气水合物便会分解，如此便可以达到解除冰堵的目的。

（二）通过提高温度的方式解冻

这里所说的通过提高温度来解冻天然气母站冰堵段是采用热源的方式对已形成冰堵的管段进行加热，如热开水，电伴热带。具体的做法是在已形成天然气水合物冰堵的管段，利用热源加热天然气（如电伴热、热水）来对冰堵段进行加热处理，提高天然气的温度，进而会使天然气水合物的形成条件被破坏，相应的天然气水合物便会分解，分解后的天然气会随着管道传输到天然气装置中，而对于天然气水合物分解产生的液态水，可以利用排污的方式将液态水排出去。在此需要说明是如若在调压阀指挥器或引压管出现冰堵时，利用加热方式分解天然气水化物，产生大量的液态水难以通过直径小的流道流出，此时可采取在指挥器或引压管上直接浇注开水的方法进行解决。

结束语

在天然气母站传输天然气的过程中生成的液态水如若积流在天然气管道中，那么在室外温度降低的情况下天然气管道容易发生冰堵现象，这会给天然气母站带来一定危害。为了避免此种情况发生，应当做好相应的预防措施，如及时脱除天然气中的水分，降低天然气水露点、采取多次减压的方式进行减压、采用伴热的方式对管道进行保温、加气过程中，控制天然气流速等，如此可以有效预防天然气母站冰堵现象发展。当然如若不幸发生天然气母站冰堵情况，相关工作人员应当在冰堵段放空降压或提高温度来处理冰堵情况。总之，天然气母站工作人员应当对天然气母站冰堵的危害予以了解，并明确预防冰堵现象的措施和处理冰堵现象的措施，如此可以有效避免天然气母站冰堵现象的发生。

（作者单位：1.中石油昆仑燃气有限公司苏里格分公司，2.中石油昆仑燃气有限公司山西分公司）

作者简介

程新求（1988.10），男，中石油昆仑燃气有限公司苏里格分公司安全副总监，助理工程师，辽宁石油化工大学，从事天然气安全生产工作。