高晓锋
安徽皖能天然气压缩有限公司 安徽 合肥 230000
摘要：一旦在天然气管道设计、建设、管理和使用这些环节出现了疏忽大意，将对天然气管道的正常运行带来严重的事故隐患。如何采取有效的处理方法解决天然气管道冻堵并对冻堵现象进行有效预防成为摆在人们面前的一大现实问题，文中先分析预防天然气管道冻堵的具体对策，然后探讨天然气管道冻堵的处理方法。
关键词：天然气管道；冻堵；处理方法；措施；分析
1导言
冻堵问题的主要原因是，天然气管道内出现了天然气水化物，降低了管道流通面积，导致了管道堵塞。有效预防天然气水化物的形成，是确保天然气管道安全运行的关键所在。
2预防天然气管道冻堵的具体对策
2.1合理控制气源含水量
要想更好地采取天然气管道冻堵的防护措施，首先在尚未入冬之前，就应最好天然其样本的采集工作和测试工作，同时对天然气管道的水露点进行测定。与此同时，还应切实做好对管道内上游天然气的脱水处理工作，这样有利于将天然气中的水分含量降至不能形成结晶水化物的程度。借助于对天然气气源含水量进行有效控制，来保证天然其处在正常输气压力的状态下，其水露点低于环境最低温度的5-7℃。这样就能够起到较好预防天然气管道冻堵这一问题的出现。
2.2增加排水器设备
为了更有效地将天然气管道内的冷凝水排出来，在进行天然气管道设计和施工过程中，管道敷设通常会存在着相应的角度，通常情况下，应确保管道的坡度大于0.003，这样有利于在管道低处或者管道阀井的位置安装排水器装置，这一装置设备的安装有利于及时将管道内部的汇集的大量水分排出管道外。同时，排水器实际的间距大小则应严格遵照管道内部的积水量的大小来确定。
2.3加强对设备的管理和保养
要想更好地预防天然气管道出现冻堵现象，还应加强对天然气管道设备的管理和保养工作。例如，在冬季进行管线和设备的巡护时，应增加对排水器和过滤器的排水次数，与此同时，还应加强对阀井和单元阀这些设备的观察和管理工作。
2.4涡流无损伤解冻
针对天然气管道冻堵问题，以往多采取热水浇灌、喷灯等方法来进行处理，将冰融化之后，借助气体将水分排出来。采取热水浇灌、喷灯的解冻措施，不可避免地会对天然气管道的防腐层造成损坏，从而影响天然气管道的整体质量。面对这样的问题，可以采取涡流无损伤解冻技术。涡流无损伤解冻技术是一种新兴技术，主要是以电磁原理为根据，将电能转换为磁场，再进一步将磁场转换为热能，从而达到解冻的目的。在解冻管线上缠绕上电缆，形成磁力线圈，便产生了一个磁场，在这个磁场之中，中心位置的磁力最大，因此，其转换出的热量也相对较大。随着磁力线圈径向的变化，热量也会呈现出梯度变化的趋势，最终在一定时间内，解决天然气管道的冻堵问题，同时不会对天然气管道的防腐涂层造成破坏。
2.5添加反应剂
在采取添加反应剂的措施处理天然气管道冻堵问题的时候，多应用甲醇作为反应剂，醇类可以预防天然气管道中形成天然气水化物，还可以将天然气水化物分解。其作用原理为，醇类挥发形成的水蒸气、气体组成溶液，同时，水蒸气也可以转变为凝析水，从而可以降低天然气的露点。相比较于水的冰点，醇类水溶液的冰点大大降低，将气体中的水蒸气吸收起来，便可以使天然气水化物的形成临界点大大降低。除甲醇之外，还可以使用其他醇类反应剂，较为常用的主要有乙二醇以及二甘醇、三甘醇、四甘醇等甘醇。但需要注意的一点是，在天然气管道中注入反应剂的时候，对于压力低于3千帕的低压天然气管道以及压力在0.3兆帕左右的中压天然气管道，需应用醇泵连接橡胶软管，然后通过橡胶软管将反应器注入到天然气管道之中去。醇类会在一定程度上影响仪表，若是积累过多，便有可能在计量仪表膜处出现黑色微粒，从而增加计量误差。因此，将反应剂注入始端之后，应在末端排空，以避免水分子、醇类微粒进入仪表中去。
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3天然气管道冻堵的预防措施
天然气管道内形成天然气水化物，需要的另外一个必要条件便是必须使天然气处于或低于水汽露点，产生自由水。基于此，可以采取以下预防措施：
3.1做好保温
为了预防由于天然气处于或低于水汽露点形成天然气水化物进而导致的天然气管道冻堵问题，必须做好对天然气管道的保温处理。天然气管道设计过程中，对于低压天然气管道，必须在土层冰冻线以下的区域敷设，以北纬45度为例，其土层冰冻线为地下2米。条件允许的前提下，对土层冰冻线以上的低压天然气管道，或者是进户低压天然气管道，应制造外保温层，以实现保温防冻的目标。对于调压计量撬等常用管道设备，应采取电伴热的措施，来避免天然气管道运行过程中形成天然气水化物。
3.2增设排水器
为了将天然气管道中的液体全部排除干净，天然气管道施工敷设管道的时候，通常会设置相应的坡度，且一般大于0.003，从而能够在阀井处、低处设置相应的排水器，及时排除这些位置上所汇集的液体。根据液体的量，来确定排水器之间的间距。根据天然气管道压力的差异，可以采取自喷式排水器、非自喷排水器。如，对于低压天然气管道，可以使用手动抽水设备将其中的液体排除；对于高中压天然气管道，可以安装排水器，打开排水管旋塞之后，在高压力作用之下，液体便会自行喷出。为预防液体在排水器之中发生冻结，应在排水器中设置循环管，确保水柱上下压力处于平衡状态，依靠重力作用，使水柱回到下部的集水器。
3.3加热法解冻技术
采用加热法对天然其管道内的冻堵进行解冻也是一种使用得非常频繁的方法。比较传统的加热法解冻技术有喷灯加热和热水浇灌加热等。这一解冻技术的原理具体如下，首先对管道冻堵位置进行加热处理，这样就能将结晶之后的水化物分解成气体或水，进而有效解除管道冻堵问题。但是，这种加热处理的方法通常还会存在着冻堵反复的情况。这一方法主要是借助外界温度来进行加热处理，通过加热来使管道内部的温度高于形成结晶水化物的温度，因而，一旦停止加热处理，管道内部的气流温度通常也会随之降低，这样又会重新形成水化物。
3.4疏通法解冻技术
疏通法解冻主要用于对一些冻堵不太严重的天然气管道进行处理。使用得最频繁的疏通法解冻有机械疏通法和扫线法等。机械疏通法具体指的是借助工具对管道、阀门以及设备的冻堵部位进行有效疏通。扫线法又被称为吹扫法，采用这一方法进行操作时应先封闭天然气管道，然后借助压缩空气给管道内施加压力，当压力达到某一程度后，可快速将管道的阀门打开，然后运用高速运转的气流让其冲破管道内部冻堵的冰块或水化物，进而将管道内的部分游离水或者积存水冲到管道外部。
4结语
综上，天然气管道冻堵不仅会对燃气公司的服务质量产生相应的影响，同时还会严重影响到用户日常的用气。上述有关天然气管道冻堵处理方法及预防对策的分析，主要是从对管道含水量的控制和保持管道温度这些角度着眼并采取的相应的措施，这不仅利于较好地对天然气管道冻堵问题进行合理、有效的控制，同时还有利于保障管道运输过程的安全性和经济性。由于我国国土面积辽阔，天然气管道沿线地形地势复杂多变，位于纬度较高地区或者地势较高地区的天然气管道，冬季寒冷季节经常会出现冻堵问题。为确保天然气管道的安全、稳定运行，提高天然气资源的经济效益与社会效益，应采取有效的措施，处理、预防天然气管道冻堵问题的出现。
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论文作者:高晓锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/10
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