天然氣處理裝置凍堵危害因素識別及控制

魚劍 李杰 劉昌民 蘆銳 陳娜娜 宇馨彤 牛慧玲

摘要：天然氣是人們日常生產生活需要的清潔燃料，屬于不可再生能源，其中具有較多水蒸氣，在管輸的過程中減少管線輸送能力和氣體的熱值，增加管線腐蝕。人們對其進行應用的過程中采用天然氣處置裝置，需要有效識別相關凍堵危害因素，制定針對性的控制措施，避免發生相應的安全事故。

關鍵詞：天然氣處理裝置;凍堵危害因素;識別;控制

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。

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[1]。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[2]。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[3]。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。

結束語：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。

參考文獻：

[1]茹曉哲. 低溫環境下天然氣站場預防及處理凍堵措施研究[J]. 石化技術， 2019， 026（006）：78-79.

[2]魏書義. 天然氣處理和加工過程中的危險源辨識與管理探究[J]. 化工管理， 2019， 000（014）：167，193.

[3]趙玉軍， 馮斌， 何珍，等. 某煤制天然氣企業職業危害分級及防控對策[J]. 中國工業醫學雜志， 2019， 32（03）：69-71.