BOG回收調壓計量橇冰堵淺析

王宇寧 王開闖

摘 要：冬季氣溫降低時，LNG加氣站的BOG回收調壓計量橇在生產運行期間容易發生冰堵現象。根據部分高速公路服務區LNG加氣站內BOG回收調壓計量橇實際生產運行情況中冰堵發生的時間、位置、嚴重情況加以分析，給出有效的預防措施和處理方法。

關鍵詞：冰堵;預防措施;處理方法

1 引言

近年來，能源供需不斷增大，而對環境保護的要求不但沒有降低，反而不斷提高。為了打贏藍天保衛戰，有效減少重污染天氣發生頻率，減輕污染程度，降低霧霾天數，國家、省、地方各級政府出臺了各種方案。相比于煤炭、石油，天然氣燃燒產生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多，對大氣污染又低，有很好的環保性能，更符合國家今后的能源發展方向[1]。天然氣液化后，體積縮小為原來的1/600，不僅便于運輸，而且燃燒更持久，用于汽車燃料，汽車續航里程大幅提高。由于液化天然氣比柴油更加經濟、安全、高效，因此燃氣重卡在貨運重卡中的占比逐年增加，我國各省份越來越多的高速服務區開始投資建設LNG加氣站。考慮到“煤改氣”項目的推進，高速服務區內的燃煤鍋爐需改成燃氣鍋爐，在高速公路服務區內的部分LNG加氣站還配套建設了BOG回收調壓計量橇，在肩負著為通行車輛提供能源補給責任的同時，也承擔著為高速服務區鍋爐供氣的重任。燃煤鍋爐需要人工添加煤，勞動強度大，工作環境差，運行成本高。換成燃氣鍋爐后，氣體燃料通過管道進行輸送，帶來了極大的方便。與此同時就需保障BOG回收調壓計量橇的安全生產運行，掌握預防及處理橇內管道及相關設備發生冰堵現象的方法就顯得頗為重要。

2 BOG回收調壓計量橇的工作原理

液化天然氣（LNG）是天然氣經過壓縮、冷卻至其沸點溫度（-161.5℃）后變成的液體，在LNG加氣站中一般儲存在具有低溫絕熱結構的儲罐內[2]。值得注意的是，由于工藝原因，站內儲罐、泵池、管道等設備內的LNG與外界環境不可避免地存在熱量交換，導致BOG（閃蒸氣）的產生。BOG的產生會引起儲罐、泵池等設備的壓力升高，使得LNG加氣站的安全生產運行受到影響[3]。特別是當LNG

加氣站的銷量過低時，LNG存放時間過長，儲罐壓力不斷上漲，出于安全考慮，就需要將產生的BOG氣體放散掉。LNG加氣站內增設一套BOG回收調壓計量橇不僅可以滿足鍋爐用氣的基礎上，還可以減少氣量損失，節約生產運行成本。BOG回收調壓計量橇與加氣站內的儲罐相連。BOG氣體從儲罐出來后，流經氣化器、調壓計量裝置、緩沖罐，最后輸送至燃氣鍋爐。當BOG氣體的產生量滿足不了需求時，還可以將儲罐內的LNG直接氣化，滿足鍋爐用氣需求。

3 BOG回收調壓計量橇冰堵原因及預防措施

天然氣在管道輸送時，其中的一些組份（甲烷、乙烷等）與水分子在特定壓力、溫度條件下形成的白色結晶體，類似致密的冰雪，密度為0.8-0.9g/cm3，學術稱為水合物，俗稱可燃冰，形成溫度可高于0℃，從而發生冰堵現象。

水合物易在高壓低溫環境下形成，為有效地預防BOG回收調壓計量橇冰堵現象產生，就需要破壞水合物的形成條件。冰堵現象易發生的部位多為過濾、調壓、彎頭等設備處。冰堵的位置不同，造成的后果也相應不同。如果過濾分離器冰堵，會引發濾芯堵塞，進而導致濾芯變形或損壞[4];如果調壓撬冰堵，管內流通面積減小，甚至全部堵塞，會影響下游用戶的正常用氣;如果流量計冰堵，流量計的精準度會受到影響;如果儀表引壓管冰堵，指針會異常波動。由此可見預防冰堵的重要性，在實際生產運行過程中可以從以下三個方面進行：一是要在冬季運行前檢查BOG調壓計量橇內的過濾器、閥門，并清除其中的水分和雜質;二是及時開啟水浴式加熱器，并進行觀測，根據液位不定時加水。如果沒有水浴式加熱器，或者水浴式加熱器不能滿足需求，應在BOG回收調壓計量橇內部分管道纏繞伴熱帶，并對其加熱效果進行觀測，損壞的伴熱帶需及時更換;三是對易發生冰堵的設備或其構件，如局部管道低點、彎頭、過濾器的濾芯，定期檢查并除水、排污，同時還要制定相應的應急處理措施。

4 冰堵的處理方法

BOG回收調壓計量橇在實際運行過程中，如果發生冰堵現象，就需要根據具體實際情況采取合理有效的處理方法。通過破壞水合物的形成條件，以達成解堵目的的方法有熱水澆注法、降壓解堵法、加注抑制劑法[5]。根據冰堵設備、位置的不同，常用的解堵方法有直接清理法和分輸管路解堵法。這五種方法具體說明如下：

4.1 熱水澆注法

直接將熱水澆注在冰堵位置上，通過升溫來破壞水合物形成條件，使得冰堵位置上的水合物分解。該方法簡單有效，但是也有其局限性。首先該方法一般適用于小口徑管道或調壓、節流設備，如引壓管等;其次，冰堵位置處的設備或材料受熱應力影響比較嚴重的情況下，同樣不適用該方法。

4.2 降壓解堵法

將冰堵部位的工作壓力調低，或者干脆直接放空至壓力為零。該方法是通過降壓的方式來破壞水合物形成條件，一般壓力每降1MPa，水合物形成溫度就會降低3-5℃，適用于大口徑管道、流量調節閥等設備。其優點為簡單、易操作，而缺點則是解堵時間長影響正常輸氣，同時還會造成部分氣量損失。

4.3 加注抑制劑法

和熱水澆注法、降壓解堵法一樣，該方法也是通過破壞水合物形成條件，從而使水合物分解。所不同的是，該方法利用了防凍劑良好的親水性能，從而降低管線內天然氣的水含量。相比于降壓解堵法，加注抑制劑法解堵時間快，但是其缺點也很明顯，那就是加注設備的投入與使用增加了運行成本。所以該方法一般用于某些特殊情況，比如當地埋管線發生冰堵時，熱水澆注法和直接清理法就不適合解堵，此時可以通過配套的加注設備將甲醇等防凍劑注入冰堵的管線。

4.4 直接清理法

冬季鍋爐燃燒供暖的時間段一般為夜晚和凌晨，所以BOG回收調壓計量橇在白天的時候是停止工作的。在該時間段內可以直接將冰堵的設備打開或拆卸進行水合物清理，這樣就不會影響到鍋爐用氣。需要注意的是，在使用該方法前需確定冰堵設備便于拆卸和安裝。

4.5 分輸管路解堵法

為了在維修的同時不影響用戶正常用氣，一般情況下裝有調壓和計量設備的這部分管路都安裝有備用管路。分輸管路冰堵時，先將備用管路閥門打開，然后再將冰堵管路閥門關閉，此時就可以對冰堵管段采取一定措施以達到解堵的目的，比如在冰堵管道上纏繞大功率電伴熱，進而快速分解水合物。

5 結束語

在冬季運行期間，為了滿足鍋爐用氣需求，防止BOG回收調壓計量橇內工藝管線及設備冰堵是工作中的重點。然而一旦發生冰堵現象，就需要根據具體情況及時采取合理的處理措施，快速解決問題。

參考文獻：

[1]魯清友，張凱.淺析天然氣管道的冰堵原因及相應解決策略[J].中國科技縱橫，2017，000（020）：165+167.

[2]潘長滿.天然氣管道冰堵發生原因及解決對策[J].化工管理，2016，000（016）：163.

[3]王志方，李波，吳巖.天然氣管道冰堵發生原因及解堵措施[J].天然氣與石油，2014（01）：10+56-59.

[4]姜宇.試述天然氣管道冰堵發生原因及解堵措施[J].商品與質量，2015，000（026）：22-22.

[5]藍維波，郭芳.天然氣管道冰堵發生原因及解堵措施[J].中國化工貿易，2015（21）.

作者簡介：

王宇寧（1989- ），男，陜西延安人，助理工程師，在陜西燃氣集團交通能源發展有限公司從事天然氣場站運營管理工作。

王開闖（1991- ），男，陜西安康人，助理工程師，在陜西燃氣集團交通能源發展有限公司從事天然氣場站建設工作。