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输气管道冰堵原因分析与治理
【摘要】通过对冰堵的形成原因分析,提出了解决冰堵的方法,并且此种方法在西一线冰堵治理过程中得到了实践验证。
【关键词】西一线冰堵治理
西气东输一线管道工程于2003年10月正式投产,目前,年供气量增至180×108Nm3。但是,随着输气量的大幅提升,随之产生了一系列问题。
2010年1月至3月,4个分输压差较大的站场,出现了不同程度的冰堵现象,给管道安全运行带来了隐患,如何采取有效措施防止冰堵现象的出现,以及冰堵发生后应采取怎样的应对措施,成为亟待解决的生产实际问题。
1冰堵的形成原因
冰堵的成因较复杂,总的来说可以分为两种情况:其一是管道中存在的大量水,在低温环境下冻结成冰,其二是管道内天然气水合物的形成。
前者主要是因为在管道施工过程中,由于种种原因导致管道中进水。至于后者,其所谓的“冰”实际上是天然气的水合物,也就是俗称的“可燃冰”,它是天然气在高压、低温环境下输送形成的,形成温度可高于冰点。它的组成结构较为复杂,在一个水合物单元体中,水分子形成一个类似于三维笼状结构,其他份子(包括甲烷、乙烷等)嵌入这个单元。它在外观和特性上非常象普通冰,但有一点至少例外,水合物是在大于水的结冰温度下形成的。另外,水合物的形成至少需要两种混合物,这些混合物是水和另一种水合物的形成体。
2冰堵的危害
冰堵的危害主要有设备设施的损坏、变形扭曲等。例如:水合物在差压的冲击下易造成调压器皮膜穿孔,使调压器不能正常工作;冰堵还会造成过滤器滤芯的细小网孔堵塞,使过滤器前后差压变大,滤芯在差压的作用下变形扭曲。
3冰堵的预防
通过对冰堵形成的原因分析,可以发现,针对管道天然气水合物形成的几个重要因素,有四条途径可阻止水合物形成:
(1)脱除天然气中的水分,降低水露点,使水蒸气不致冷凝为自由水。在天然气含水量较高的场站,要加大排污力度,及时进行排污。特别是在冬季低温情况下,液态水很容易形成水合物或者结冰堵塞工艺设备和管线。及时排污可以有效的防止工艺管线、设备和仪表在低温情况下发生冰堵现象,但是这种方法不能完全的防止低温下水合物的形成。
f(2)压力降低至水合物的生成压力之下。输气场站降低调压系统上游的压力,减小调压系统中天然气的压降,可以减小天然气温度下降幅度,是防止调压系统冰堵较为有效的方法。但是在通常情况下,降低上游压力,会影响干线管道的输送能力,所以降低上游压力也是有局限性的。
(3)提高r
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