天然氣處理裝置凍堵危害與控制

林鐵奇

摘要：天然氣處理裝置受到凍堵危害因素的影響，容易造成管線堵塞不通暢，對裝置正常工作生產帶來嚴重影響，甚至造成設備、管線、閥門凍裂的現象，增加了天然氣泄漏、爆炸等安全事故發生的幾率，對人們的生命安全產生威脅。人們要對天然氣處理裝置加強防凍堵工作力度。

關鍵詞：天然氣;處理裝置;凍堵;危害;控制

1天然氣處理裝置凍堵危害因素識別

1.1水蒸氣、天然氣危害因素

人們對天然氣進行利用處理的工藝流程中，需要經過增壓、脫水、冷卻和分餾才能達到各組分的分離。天然氣中包含大量水蒸氣，在進行脫水之前，由于增壓和冷卻不飽和水蒸氣轉變成飽和水蒸氣，會發生冷凝液析出，在這個過程中溫度低于冰點就會造成工藝流程凍堵現象，主要包含管線、排污管線、空冷器、設備和消防管線凍堵等危害。人們在冬季寒冷季節進行對天然氣處理裝置開工吹掃、試壓和停工處理之后，氣體分離裝置在相關設備和管線中可能包含水，沒有進行科學合理處理的情況下，就會發生設備、管線和閥門凍堵的現象。另外，天然氣處理裝置正常開工生產的過程中，其中精餾塔內在塔頂回流罐和塔底沸器中集中了大量水，管線中的水箱最低點、不流動死角進行集中，同時備用機泵的泵體、冷卻水管、蒸汽水線死角位置在低溫的條件下容易出現凍堵。天然氣在深冷裝置中，包含二氧化碳，在低溫的條件下就會容易產生凝結凍堵流程，同時對金屬設備具有較大的腐蝕性。

1.2設備防凍不到位

部分設備將水當作冷卻介質，當自然環境溫度不高于冰點的情況下，容易造成運行或停運設備的凍堵問題。大型機動設備采用的潤滑油，當環境溫度不高于傾點的情況下，具有較大粘度，流動性較差，難以順利的啟機，造成機組潤滑較差，進一步增加了機組磨損程度。

1.3儀表和消防系統危害因素

儀表風是天然氣處理裝置設備的啟動風，需要對其進行干燥脫水，進而更加符合裝置風源的實際需求。儀表風系統在干燥脫水的過程中，處理不當、露點較高，同時在溫度急劇下降或者在-25攝氏度的情況下，其管線低點構成凝噎、水化合物，造成管線堵塞，造成輕烴裝置氣動閥損壞，帶來較大的安全風險隱患。冬季消防管線中存在消防水就會出現結冰的現象，經常由于結冰漲裂管線，消防噴頭堵塞，造成消防系統不能順利應用。

2天然氣處理裝置凍堵控制對策

2.1水蒸氣、天然氣危害因素控制

相關人員在冬季對天然氣處理裝置開工生產、停工維護的過程中，需要將工藝管線、設備和機泵設備冷卻水系統中的水全部清除，或者可以采用壓縮空氣做好吹掃工作，同時在完成吹掃之后全部斷開水線、氣線和關聯的設備加盲板，防止造成閥門密封不嚴，導致出現進水現象，發生工藝管線和設備凍壞現象。另外，相關人員對天然氣處理裝置防凍控制對策經常采用循環熱水、導熱油伴熱、防爆電伴熱帶伴熱的方式，或者充分發揮天然氣處理裝置自身熱源的重要作用，采用工程做好防凍工作，取得良好的防凍效果。相關人員對部分停運設備需要將其內部的水和冷凝液全部清除，同時進行相應的隔斷。

2.2設備防凍措施

部分設備在正式進入冬季之前采用的冷卻水當作介質，相關人員可以將冷卻水轉換成防凍液，同時部分設備和容器不能采用防凍液的情況下，需要對采用的冷卻水進行相應的保溫防凍處理，避免對設備造成凍堵現象。

相關人員可以采用先進科學技術設定凍堵預警裝置，當設備、管線等各個部分出現凍堵的情況下，及時向操作人員發出報警提示。操作人員結合相應的操作標準和流程，采用針對性的對策做好凍堵問題的預防和處理工作。通常情況下，冷箱III、節流閥出口經常出現凍堵，發生的凍堵現象存在一定的差異，需要做好分開預警。脫乙烷塔頂部來氣進冷箱III管線出現凍堵現象時，冷箱III進出口管線壓差發生相應轉變，可以借助報警裝置開展自動監測，同時在塔頂壓差出現異常變化的情況下，為操作人員發出凍堵跡象的報警提示，能夠有效預防凍堵問題不斷惡化，控制凍堵影響氛圍，進而對天然氣處理裝置安全穩定運行提供有力的保障。

節流閥出口凍堵現象，是逐漸發展的過程，存在凍堵跡象的情況，其前后的溫度存在不同的轉變，節流閥前溫度下降，之后溫度上升。相關操作人員結合自身日常工作經驗，節流閥出口出現凍堵之后難以進行有效解凍，需要做好早期報警信息的提示。因此，操作人員可以安裝凍堵報警裝置，實現自動監測，存在凍堵跡象及時報警，有效控制其出現嚴重凍堵的現象。

2.3儀表和消防系統危害因素控制對策

操作人員對自控儀表參數進行適當調節，盡可能接近取壓點，避免出現凍堵假信號，同時可以對壓縮機等大型設備的顯示屏上增加電加熱設備，避免其受到低溫的影響出現黑屏的現象。另外，操作人員對于壓力表、壓變等相關位置應用防爆電伴熱帶加保溫，采用合適的功率，均勻纏繞電伴熱帶，采用恒溫開關，有效控制凍堵現象。操作人員定期檢測天然氣的脫水成效和水露點，保證脫水吸附劑工作狀況，或者更換吸附劑。冬季，操作人員及時排放儀表風管線、火炬放空管線最低點的液體，避免產生凝噎，造成管道堵塞、儀表顯示錯誤。操作人員需要在冬季來臨，將消防管線中的消防水全面清除，避免出現結冰堵塞現象，保證消防系統安全順利使用。

2.4埋地下的輸氣管線解堵方法

（1）停產放空：停止生產并防空是解決干燥地下管道凍結堵塞的最常用方法之一，其主要原則是，必須通過堵塞兩側的壓力差和凈化來排出水合物，同上述的放空解堵方法類似。同時放空，從而使得地下管道里面的水合物排出，在此過程中通過反復的操作就可以將在主管道內堵塞的水被排出站外。

（2）定期注醇：冬夏進站平均氣流溫度差最大約為15攝氏度，而大部分井冬季進站溫度低于10攝氏度，從而天然氣水合物易生成;夏季氣溫高，水合物不易生成。在環境溫度較低的情況下，集管內的氣流溫度受環境溫度的影響較大，大多數管內的氣流溫度會低于水合物形成所需要的溫度。盡管液體甲醇的總平均濃度符合密封標準，但由于水流在地下管道中的間歇流動的不可預測性，注射醇的數量可能會瞬時不夠導致水合物的形成。堵塞現象仍然存在。事實證明在極端的冬季條件下，為了防止地下管道在操作過程中被水合物阻擋，人們常常選擇在干燥的地下輸氣管道上預先注入酒精，這樣可以防止管道在運行期間堵塞，進而有效地保證了在冬天也可以正常作業。

3.結束語

在高壓低溫環境中作業的天然氣管道很有可能發生凍堵，有效預防和解決凍堵現象的第一步是深入分析天然氣管道凍堵的具體原因。單位要加強天然氣處理裝置防凍堵工作力度，優化冬季防凍堵各項工作，全面嚴格遵守安全操作流程，在每個操作環節全面落實巡檢制度，保證裝置開工運行參數的合理準確性。操作人員要有效識別裝置凍堵危害因素，做好相應的控制工作，保證裝置安全高效的運行。