低温环境下天然气流量计预防及处理冻堵措施研究
发布时间：2019-08-12 发布作者：
摘要：针对天然气流量计在冬季低温环境下运行容易产生冻堵现象，通过分析场站生产运行情况，总结冻堵易发生部位和产生原因，介绍几种有效的预防措施及处理方法。通过采取有效的预防措施及处理方法，保障了天然气输气场站安全运行。
场站是进行天然气处理的重要设施，低温环境加大了场站生产作业难度，尤其是冻堵问题直接会对场站运行产生严重影响。因此必须做好场站相关设施保暖防冻措施，避免由于低温造成冰堵而产生的不利影响。
1 天然气流量计冻堵分类及形成原因
1.1 冻堵分类
结合天然气投产及场站运行的实际情况和相关资料统计分析认为，造成冬季低温环境下
天然气流量计出现冻堵主要有液体（水堵、轻烃堵）和固态冻堵（冰堵、水合物冻堵、其他杂质堵塞）两大类，其中冰堵、水合物冻堵在冬季投产及生产运行是比较常见的；水堵、其它杂质堵塞站场投产过程中容易发生；轻烃堵易发生在减压站、压气站。
1.2 天然气流量计易发生冻堵的部位
1.2.1 站场投产过程中易发生冻堵的部位
过滤器、节流放空阀、引压管、阻火器、调压阀、仪表阀及放散口、气液联动执行机构、自用气设备及管线等。
1.2.2 站场运行过程中易发生冻堵的部位
排污阀、排污管线、排污罐、引压管、调压阀及指挥器、仪表阀及放散口、液位计、球阀及执行机构。
1.3 冻堵形成原因
1.3.1 水堵
水堵主要是由于气体流速慢，气体携液能力差，投产前管道、设备打压留存的水在低位管线及设备中形成积液，导致堵塞。
1.3.2 轻烃堵
轻烃堵是由于气质中含有大量的轻烃物质，气体经过集气管线、压缩机过滤器、减压等设备析出大量轻烃，聚集在管线及设备中形成积液导致堵塞。
1.3.3 冰堵
如果外界气温比较低，管线内的积水就会结冰，造成管线、设备冰堵。
1.3.4 水合物冻堵
水合物是一种白色结晶物质，密度为0.88 ～0.90g/cm3，主要是由于天然气中的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、硫化氢气体分子被包围在水分子形成的晶格中，在高压、低温的环境下形成的笼型冰状固体化合物，造成堵塞管道、设备和仪表的一种现象。
1.3.5 其它杂质堵塞
由于场站连接管道在施工时未按照施工要求进行管口封堵、吹扫不达标等原因，遗落在管道中的水、焊渣、木条、碎石、垃圾、砂土等聚集在管线低点及过滤设备处造成堵塞。
2 天然气流量计预防冻堵的措施
2.1 投产过程中冻堵的预防措施
（1）投产过程中应避免使用容器类设备上的放散阀门进行置换作业；
（2）置换作业时应将放空管线上的阻火器拆除；
（3）置换作业时避免使用气液联动执行机构；
（4）置换作业时节流阀放空应置于全开位；
（5）在稳压阶段应对过滤器、汇管、引压管、仪表阀及放散口、液位计、球阀、气动执行机构进行吹扫；
（6）投产过程中应避免使用涡轮流量计、调压撬、露点仪等设备；
（7）投产过程中不允许使用自用气设备及设施。
2.2 投产过程中冻堵的处理措施
（1）放散吹扫。适用于自用气管线、引压管线、精密仪器取样管线、仪表阀及放散口、液位计、球阀及执行机构等积液、杂质堵塞；
（2）热水或蒸汽进行外部加热。适于排污阀、节流阀、调压阀及指挥器等设备水合物堵塞；
（3）拆下设备进行清洗。适用于泥沙、污物、水合物堵塞。
2.2.1 工艺设备方面
（1）冬季运行前，对分离器、过滤器、汇管、阀门等设备进行定期排污，对分离器、过滤器等设备的滤芯进行检查清除设备中存在的水分及杂质；冬季运行过程中，对汇管、阀门进行排污；
（2）进入冬季运行时，要定期对过滤、调压设备进行切换运行，平衡调压阀前后压力，对引压管进行吹扫，每月进行2次；
（3）冬季生产运行中，根据场站生产实际情况每月对过滤器、分离器进行排污及滤芯检查，清除污物积液更换甲醇抑制剂。
2.2.2 工艺区保温、加热电气设备方面
（1）电加热器、伴热带功率及加热效果进行测试；
（2）检查保温设施的保温情况；
（3）更换损坏的伴热带、保温层、老化的电缆、接线盒保证用电安全；
（4）分析场站的低点排污管线是否需保温加热设施；
（5）露点仪取样管有无保温加热设施；
（6）分析液位计是否需保温加热设施。
2.2.3 仪表设施方面
（1）定期对仪表引压管、阀组进行吹扫；
（2）分离器、过滤器、水箱上的液位计进行清洗排放；
（3）定期对水露点分析仪排污管进行排污。
3 天然气流量计冻堵的处理措施
3.1 冰堵的处理措施
（1）热水浇注法：直接用热水向冻堵部位进行喷淋。
（2）蒸汽浇注法：利用蒸汽直接向冻堵部位进行喷淋。
（3）加注防冻剂法：通过对管线注入甲醇、乙二醇等防冻剂，利用其良好的亲水性能，减少管线中气体的水含量，使气体水露点降低，适用于场站过滤、管线、汇管等设备。
（4）直接清理法。
3.2 水合物堵塞的处理措施
（1）热水浇注法：利用热水向堵塞部位直接喷淋使水合物分解，该方法是较常见直接有效的方法。
（2）蒸汽浇注法：利用蒸汽向堵塞部位直接进行喷淋加热使水合物分解。
（3）加注抑制剂法：通过对管线注入甲醇、乙二醇等防冻剂，利用其良好的亲水性能，减小管线中气体的水含量，使气体水露点降低，适用于场站过滤、管线、汇管等设备。
（4）降压解堵法：对堵塞部位进行降压运行或放空，水合物形成温度随压力降低而降低，使其达到分解条件，达到解堵目的。
（5）直接清理法。
4 结束语
天然气流量计在投产及运行期间，工艺管线及设备的冻堵是重要安全隐患，对于此问题应以预防为主，特别是投产置换和冬季运行期间针对站场调压、节流设备、过滤和精密检测设备，采取合理的预防措施，对于保护设备设施起到重要作用。
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