淺談我國冬季長輸管線凍堵問題

淺談我國冬季長輸管線凍堵問題

1管道內(nèi)天然氣水化物形成條件天然氣管道的凍堵塞主要是由于管道中形成天然氣水化物。天然氣水化物會減小管道的流通面積,甚至會堵塞管道、閥門及其它附屬設備。管道內(nèi)天然氣水化物形成條件主要有以下幾點:(1)天然氣必須處于適當?shù)臏囟群蛪毫l件下。(2)天然氣必須處于或低于水汽的露點,出現(xiàn)“自由水”。(3)氣體處于脈動、紊流等激烈擾動。2預防天然氣水化物形成的基本措施2.1預防天然氣水化物天然氣水化物形成的一個必要條件就是天然氣必須處于或低于水汽的露點,所以在管道輸送天然氣時對氣體進行有效的保溫也是預防天然氣水化物形成的一個有效措施。在設計施工時,低壓燃氣管道一般應敷設在土層冰凍線以下(北緯45度的土層冰凍線一般為2米);在調(diào)壓計量撬等設施內(nèi)使用電伴熱來預防天然氣水化物的形成;在條件允許的情況下,給土層冰凍線以上及進戶的低壓燃氣管道制作外保溫以達到保溫防凍的效果。2.2水露點應比水處理設計減少天然氣中的水分,對天然氣進行脫水處理,使天然氣中水分含量降低至不能夠形成天然氣水化物的含量。根據(jù)《輸氣管道工程設計規(guī)范》(GB50251-2003)中規(guī)定:水露點應比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃進行確定;和《天然氣》(GB178201999)中所規(guī)定:在天然氣交接點的壓力和溫度條件天然氣的水露點應比最低環(huán)境溫度低5℃,這樣就使得在輸氣管道的最低溫度下,氣體的相對濕度為60%。2.3排水器的安裝為排除燃氣管道中的液體,在工程施工時,對管道敷設應有一定坡度,管線坡度不小于0.003,以便在低處和閥井處設置排水器,將匯集的液體排除。排水器的間距,視液體的量而定。由于管道中天然氣的壓力不同,排水器有自噴和非自噴兩種。如管道內(nèi)壓力較低,液體就需要手動抽水設備來排除。安裝在高中壓管道的排水器,由于管道內(nèi)壓力較高,液體在排水管旋塞打開以后自行噴出。為防止液體在排水管內(nèi)凍結(jié),排水器應設有循環(huán)管,使排水管內(nèi)水柱上下壓力平衡,水柱依靠重力回到下部的集水器中。2.4加強設備管理在冬季管線、設備巡護時,增加對過濾器和排水器的排水次數(shù)。加強對閥井和單元閥的觀察和管理。3管道內(nèi)強的擾動天然氣水化物形成的一個必要條件就是管道內(nèi)氣體處于脈動、紊流等激烈擾動。這種激烈的擾動多發(fā)在管道內(nèi)徑突變的區(qū)域,例如閥門、管道變徑處等。解決這些區(qū)域凍堵時一般采用兩種方法:加入反應劑或者加熱。3.1反應劑、醇泵的使用通常用甲醇作為分解天然氣水化物的反應劑。醇類能用來分解天然氣水化物或者預防天然氣水化物的形成,是因為醇類揮發(fā)的氣體和水蒸氣可以形成溶液,水蒸氣變成凝析水,使天然氣的露點降低。醇類水溶液的冰點比水的冰點低很多,吸收氣體中的水蒸氣,降低形成天然氣水化物的臨界點。此外,甘醇(乙二醇)、二甘醇、三甘醇和四甘醇都可以作為反應劑。但是,值得注意的是在注入反應劑時,由于在低壓管道內(nèi)的壓力小于3KPa,中壓管道內(nèi)的壓力一般在0.3MPa左右,所以需要使用醇泵連接橡膠軟管將反應劑注入管道。醇類對儀表有一定的影響,醇類積累過多,會在計量儀表的膜處形成黑色的微粒,影響計量。所以始端在注入反應劑后,應在末端排放至清空,以防止醇類的微粒和水分子等進入儀表。此外,醇泵的選擇應參考以下幾點:(1)流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一,它直接關系到整個裝置的生產(chǎn)能力和運輸能力。如工藝設計中能算出正常、最小和最大流量,選擇泵時,以最大流量為依據(jù),兼顧正常流量;在沒有最大流量時,通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。(2)裝置系統(tǒng)所需泵的揚程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù),一般要用放大5%—10%余量后的揚程來選型。(3)液體性質(zhì)。包括液體介質(zhì)名稱、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和其它性質(zhì)。物理性質(zhì)有溫度、密度、粘度、介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統(tǒng)的揚程,有效汽蝕余量計算和合適泵的類型。化學性質(zhì)主要是指液體介質(zhì)的化學腐蝕性和毒性是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。3.2道的防腐層的制備以往常規(guī)處理管線凍堵多用噴燈、熱水澆灌的方式,把冰融化、化后,再用氣體將水吹掃出來。這兩種方法對管道的防腐層是一種損害。根據(jù)電磁原理將電能轉(zhuǎn)換為磁場,在由磁場轉(zhuǎn)換成熱能衍生出了渦流無損傷解凍技術。將電纜繞在解凍管線上