低溫環境下天然氣流量計預防及處理凍堵措施研究
發布時間：2019-08-12 發布作者：
摘要：針對天然氣流量計在冬季低溫環境下運行容易產生凍堵現象，通過分析場站生產運行情況，總結凍堵易發生部位和產生原因，介紹幾種有效的預防措施及處理方法。通過采取有效的預防措施及處理方法，保障了天然氣輸氣場站安全運行。
場站是進行天然氣處理的重要設施，低溫環境加大了場站生產作業難度，尤其是凍堵問題直接會對場站運行產生嚴重影響。因此必須做好場站相關設施保暖防凍措施，避免由于低溫造成冰堵而產生的不利影響。
1 天然氣流量計凍堵分類及形成原因
1.1 凍堵分類
結合天然氣投產及場站運行的實際情況和相關資料統計分析認為，造成冬季低溫環境下
天然氣流量計出現凍堵主要有液體（水堵、輕烴堵）和固態凍堵（冰堵、水合物凍堵、其他雜質堵塞）兩大類，其中冰堵、水合物凍堵在冬季投產及生產運行是比較常見的；水堵、其它雜質堵塞站場投產過程中容易發生；輕烴堵易發生在減壓站、壓氣站。
1.2 天然氣流量計易發生凍堵的部位
1.2.1 站場投產過程中易發生凍堵的部位
過濾器、節流放空閥、引壓管、阻火器、調壓閥、儀表閥及放散口、氣液聯動執行機構、自用氣設備及管線等。
1.2.2 站場運行過程中易發生凍堵的部位
排污閥、排污管線、排污罐、引壓管、調壓閥及指揮器、儀表閥及放散口、液位計、球閥及執行機構。
1.3 凍堵形成原因
1.3.1 水堵
水堵主要是由于氣體流速慢，氣體攜液能力差，投產前管道、設備打壓留存的水在低位管線及設備中形成積液，導致堵塞。
1.3.2 輕烴堵
輕烴堵是由于氣質中含有大量的輕烴物質，氣體經過集氣管線、壓縮機過濾器、減壓等設備析出大量輕烴，聚集在管線及設備中形成積液導致堵塞。
1.3.3 冰堵
如果外界氣溫比較低，管線內的積水就會結冰，造成管線、設備冰堵。
1.3.4 水合物凍堵
水合物是一種白色結晶物質，密度為0.88 ～0.90g/cm3，主要是由于天然氣中的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、硫化氫氣體分子被包圍在水分子形成的晶格中，在高壓、低溫的環境下形成的籠型冰狀固體化合物，造成堵塞管道、設備和儀表的一種現象。
1.3.5 其它雜質堵塞
由于場站連接管道在施工時未按照施工要求進行管口封堵、吹掃不達標等原因，遺落在管道中的水、焊渣、木條、碎石、垃圾、砂土等聚集在管線低點及過濾設備處造成堵塞。
2 天然氣流量計預防凍堵的措施
2.1 投產過程中凍堵的預防措施
（1）投產過程中應避免使用容器類設備上的放散閥門進行置換作業；
（2）置換作業時應將放空管線上的阻火器拆除；
（3）置換作業時避免使用氣液聯動執行機構；
（4）置換作業時節流閥放空應置于全開位；
（5）在穩壓階段應對過濾器、匯管、引壓管、儀表閥及放散口、液位計、球閥、氣動執行機構進行吹掃；
（6）投產過程中應避免使用渦輪流量計、調壓撬、露點儀等設備；
（7）投產過程中不允許使用自用氣設備及設施。
2.2 投產過程中凍堵的處理措施
（1）放散吹掃。適用于自用氣管線、引壓管線、精密儀器取樣管線、儀表閥及放散口、液位計、球閥及執行機構等積液、雜質堵塞；
（2）熱水或蒸汽進行外部加熱。適于排污閥、節流閥、調壓閥及指揮器等設備水合物堵塞；
（3）拆下設備進行清洗。適用于泥沙、污物、水合物堵塞。
2.2.1 工藝設備方面
（1）冬季運行前，對分離器、過濾器、匯管、閥門等設備進行定期排污，對分離器、過濾器等設備的濾芯進行檢查清除設備中存在的水分及雜質；冬季運行過程中，對匯管、閥門進行排污；
（2）進入冬季運行時，要定期對過濾、調壓設備進行切換運行，平衡調壓閥前后壓力，對引壓管進行吹掃，每月進行2次；
（3）冬季生產運行中，根據場站生產實際情況每月對過濾器、分離器進行排污及濾芯檢查，清除污物積液更換甲醇抑制劑。
2.2.2 工藝區保溫、加熱電氣設備方面
（1）電加熱器、伴熱帶功率及加熱效果進行測試；
（2）檢查保溫設施的保溫情況；
（3）更換損壞的伴熱帶、保溫層、老化的電纜、接線盒保證用電安全；
（4）分析場站的低點排污管線是否需保溫加熱設施；
（5）露點儀取樣管有無保溫加熱設施；
（6）分析液位計是否需保溫加熱設施。
2.2.3 儀表設施方面
（1）定期對儀表引壓管、閥組進行吹掃；
（2）分離器、過濾器、水箱上的液位計進行清洗排放；
（3）定期對水露點分析儀排污管進行排污。
3 天然氣流量計凍堵的處理措施
3.1 冰堵的處理措施
（1）熱水澆注法：直接用熱水向凍堵部位進行噴淋。
（2）蒸汽澆注法：利用蒸汽直接向凍堵部位進行噴淋。
（3）加注防凍劑法：通過對管線注入甲醇、乙二醇等防凍劑，利用其良好的親水性能，減少管線中氣體的水含量，使氣體水露點降低，適用于場站過濾、管線、匯管等設備。
（4）直接清理法。
3.2 水合物堵塞的處理措施
（1）熱水澆注法：利用熱水向堵塞部位直接噴淋使水合物分解，該方法是較常見直接有效的方法。
（2）蒸汽澆注法：利用蒸汽向堵塞部位直接進行噴淋加熱使水合物分解。
（3）加注抑制劑法：通過對管線注入甲醇、乙二醇等防凍劑，利用其良好的親水性能，減小管線中氣體的水含量，使氣體水露點降低，適用于場站過濾、管線、匯管等設備。
（4）降壓解堵法：對堵塞部位進行降壓運行或放空，水合物形成溫度隨壓力降低而降低，使其達到分解條件，達到解堵目的。
（5）直接清理法。
4 結束語
天然氣流量計在投產及運行期間，工藝管線及設備的凍堵是重要安全隱患，對于此問題應以預防為主，特別是投產置換和冬季運行期間針對站場調壓、節流設備、過濾和精密檢測設備，采取合理的預防措施，對于保護設備設施起到重要作用。
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