輸氣管道凍脹原因分析與治理

王浩然 張志遠(中國石油西氣東輸蘇北管理處， 江蘇 揚州 225100)

0 引言

我國在2003年投入建設西氣東輸工程。近年來，西氣東輸工程的規模還在擴大，我國的用氣量越來越多。但是，為了滿足輸氣量的增加，管線勢必要提高運行壓力，這將導致與下游產生更大的壓差,這樣就容易產生凍脹的問題。尤其是在冬季，容易造成管道周圍的地面出現翹起的問題，很多管道由于受到很大的應力作用而發生變形，導致了油氣的泄露，降低了管道的安全性。所以，應該加強管道的凍脹的防范措施，提高油氣輸送的效率。

1 輸氣管理凍脹出現的原因分析

在西氣東輸管道剛開始投入使用的時候，其分輸量不高，而且，各個干線的壓力也不是很大，產生的壓差也比較小,所以輸氣管道不容易發生凍脹。但是，隨著西氣東輸工程的規模越來越大，這就導致了壓差越來越大，出現了大量的凍脹問題。西氣東輸工程管線的壓力變大，其節流效應越發突出，這就導致了管線的溫度降低，管道長時間的處于低溫的環境下，由于管道是深埋在地下，地下水比較豐富，在冬季地下水結冰，導致了管道周圍的冰層越積越厚，容易出現管道受應力變形的問題。

管道發生凍脹的問題主要是因為在天然氣運輸的過程中，在節流處產生強烈的壓降，但是氣體在較短的時間內不能與外界的熱量發生轉換，導致溫度驟降，而且，在地下水比較豐富的地區容易發生管道凍脹的問題。

2 輸氣管理防止凍裂的措施

2.1 外加熱

現在，加熱的方法能夠有效地防止輸氣管道的凍脹問題的產生。目前,西氣東輸主要采用加熱爐加熱管線,提高管線的運行溫度,從而防止凍脹問題的產生,效果比較好。

2.2 換土法

運用這種方法防止管道發生凍脹，應該將那些在管道周圍容易發生凍脹的土壤移除，然后運用那些不容易發生凍脹的沙土來替換，這類沙土還要具有良好的排水性，以免在有些地區冬季地下水結冰導致管道發生凍脹。在管溝內設計一個防水的裝置，這個裝置能夠將地下水與管道分隔開來，避免地面的水滲透到管道周圍的土壤中，導致管道處結冰發生凍脹的問題。在管溝的最下方可以開鑿一個集水溝，能夠將大量的地下水或者滲透到地下的雨水收集起來，然后將收集的水引入到豎井中，然后運用抽水泵將這些水排出。

2.3 其他的管道防凍裂措施

管道在輸氣的過程中，可以采用分段輸氣的方法，以免給管道造成長時間的壓差，導致管道的凍脹問題。在輸氣的過程中，可以采用電加熱的方法進行管道的保溫。盡量使下游的供氣壓力提高，以免在輸氣的過程中產生較大的壓力差，使溫度驟降引起管道凍脹問題。在冬季，針對氣溫比較低的區域，可以采取相應的措施，通過對周圍氣溫的測量，運用檢測技術，分析凍脹發生的氣溫臨界值。在進行管道巡檢的過程中，應該對調壓部分進行重點巡檢，防止因為在調壓的過程中產生較大的壓力差，造成地下管道的凍脹，引起管線的應力變形。

在溫度比較低的區域進行管道凍脹的觀察和記錄，運用合理的研究方法，在現場進行管道凍脹的實驗，然后采用加熱的方法，并結合換土技術，進行多次實驗，然后對凍脹解決的方法進行跟蹤，找出最有效的方法，從而能夠防止天然氣管道凍脹問題的發生，保證天然氣管道的運行安全。

3 結語

在西氣東輸工程中，經常發生管道凍脹的問題，使管道的安全性降低。造成輸氣管道凍脹的原因主要是地下水因為輸氣管道的壓力差過大，導致氣溫驟降，在管道周圍結冰。所以，在防止輸氣管道凍脹的時候，可以運用加熱的方法，提高管道的溫度，也可以運用換土的方法，將那些容易發生凍裂的土壤換成沙土，而且沙土的透水性能比較好，不會保留大量的水，能夠防止管道的凍脹。

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