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二〇一二年二月十四日（星期二）晚上约二十点，接到当班经理电话：唐山**CNG加气站在近期卸气过程中发生了几次冻堵现象，要我把问题了解清楚并想办法解决。我于二〇一二年二月十五日（星期三）中午去了唐山**CNG加气站，现把我了解的情况、原因分析及解决办法详述如下：
一、 唐山**CNG加气站是由天津诺威尔组装的子站压缩机，控制系统使用气动阀，气动阀的动力来源于P39减压阀减压后的天然气，压力范围在0.4～1.0MPa。
二、 据我公司派出站长王**和对方站长刘**介绍，唐山**CNG加气站最近几天已经连续出现几次卸气到6～4MPa时出现冻堵停机现象，从卸气机流量计到压缩机进口的管线结霜严重。卸气机内管线用25W/m的电伴热线伴热并用保温材料保温。
三、 在子站压缩机进口有一分离过滤器，我们对分离过滤器进行了排污，排出来的污物基本上没有水，全部是油污。
四、 为了计量准确，我们进行了体积流量和重量计量对比。在正常卸气时，单车（单车加气量4200Nm3）卸气量，流量计显示数量和称重计算数量相差不超过70Nm3。
五、 我们在现场观察了二辆高压槽车卸气情况，在第二车压力降到6.7MPa时，出现了故障停机现象。
六、 在出现异常故障停机时，流量计显示数量比称重计算数量约少300Nm3；也就是说，出现异常时，单车亏方约230Nm3。
七、 分析出现故障停机原因：
1、要想把问题分析清楚，首先我们要搞清楚天然气是有什么组成的。天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是一种低相对密度、低黏度的流体，无色，在常压和293K时，CH4～C4H10为气态，C5H12～C17H36为液态，C18H38为固态。天然气是一种可燃气体，它与5%～15%的空气混合易燃，点火温度范围在866.5～977.6K，具有很高发热量。如在标准状态下，甲烷的热值为37260kJ/m3，比普通煤的热值大1.5倍。天然气不仅是优质洁净的燃料，更是优质的化工原料。在其组成中，甲烷（CH4）占有绝大部分，乙烷（C2H6）、丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多，庚烷以上（C5+）的烷烃含量极少。其次我们要搞清楚可燃冰的形成机理。天然气水合物是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源。它主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，所以也称它为甲烷水合物。天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。一旦温度升高或压力降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。（1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）。
我们还要了解流量计的工作原理。流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。我们现场使用的是间接式质量流量计。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式； 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合： 由前述知，节流式流量计的差压信号P？正比于2 vq？，密度计连续测量出流体的密度？，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量。 靶式流量计的输出信号与2 vq？也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合构成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 （2）体积流量计与密度计的组合 ：容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等，测得的输出信号与流体体积流量vq成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘法运算，即可求出质量流量 ；（3）体积流量计与体积流量计的组合 ：这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于pq和通过除法运算，即可求出质量流量。所以说， 天然气的流量计显示数据与密度关系非常大。
2、 我们提供的天然气中含有一些压缩机油，天然气在通过流量计时减压膨胀吸热降温，使得此处的温度较低，压缩机油温度低时粘度大，流动性差，部分粘附在管壁，使得本来流通直径就小的地方变得更小，天然气的直径很小勉强可以通过；流通直径越小，减压膨胀吸热降温情况越严重，管壁粘附物就越多，使得流通直径进一步减小，当恰好遇到大分子的可燃冰（CH4·7H2O）（因为无论如何脱水，天然中仍然会有游离水存在，一旦温度、压力达到形成可燃冰的条件时，就有可能形成可燃冰络合物）络合物通过时，就把流通管径彻底堵死了。从而，减压膨胀吸热降温现象停止，流量计在电伴热的作用下，本体温度逐渐上升，当达到一定温度时，可燃冰（CH4·7H2O）络合物升华成气体，管道又恢复正常通气。
3、 为什么在压力低时容易出现冻堵现象哪？因为在压力高时，流量计前后的压差较大，压差产生的压力大于压缩机油的粘结力，即便出现可燃冰（CH4·7H2O）络合物时，压差产生的压力也能够把可燃冰（CH4·7H2O）络合物压过去。只有在压差产生的压力小于压缩机油的粘结力时，冻堵现象才能发生。
4、为什么发生冻堵时出现亏方现象哪？因为一旦温度降低，压缩机油粘连到流量计内表面时，流量计内表面就不能全部接收到对通过的天然气分子所产生的撞击力，所以，通过的天然气就不能全部被流量计显示。
八、 解决方案
1、 由我们在槽车和卸气机之间加一个高压过滤分离器，把气体中含的微量压缩机油过滤分离除掉。
2、 请唐山**公司把电伴热由25w/m换成40w/m，增大加热量。
一、 唐山**CNG加气站是由天津诺威尔组装的子站压缩机，控制系统使用气动阀，气动阀的动力来源于P39减压阀减压后的天然气，压力范围在0.4～1.0MPa。
二、 据我公司派出站长王**和对方站长刘**介绍，唐山**CNG加气站最近几天已经连续出现几次卸气到6～4MPa时出现冻堵停机现象，从卸气机流量计到压缩机进口的管线结霜严重。卸气机内管线用25W/m的电伴热线伴热并用保温材料保温。
三、 在子站压缩机进口有一分离过滤器，我们对分离过滤器进行了排污，排出来的污物基本上没有水，全部是油污。
四、 为了计量准确，我们进行了体积流量和重量计量对比。在正常卸气时，单车（单车加气量4200Nm3）卸气量，流量计显示数量和称重计算数量相差不超过70Nm3。
五、 我们在现场观察了二辆高压槽车卸气情况，在第二车压力降到6.7MPa时，出现了故障停机现象。
六、 在出现异常故障停机时，流量计显示数量比称重计算数量约少300Nm3；也就是说，出现异常时，单车亏方约230Nm3。
七、 分析出现故障停机原因：
1、要想把问题分析清楚，首先我们要搞清楚天然气是有什么组成的。天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是一种低相对密度、低黏度的流体，无色，在常压和293K时，CH4～C4H10为气态，C5H12～C17H36为液态，C18H38为固态。天然气是一种可燃气体，它与5%～15%的空气混合易燃，点火温度范围在866.5～977.6K，具有很高发热量。如在标准状态下，甲烷的热值为37260kJ/m3，比普通煤的热值大1.5倍。天然气不仅是优质洁净的燃料，更是优质的化工原料。在其组成中，甲烷（CH4）占有绝大部分，乙烷（C2H6）、丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多，庚烷以上（C5+）的烷烃含量极少。其次我们要搞清楚可燃冰的形成机理。天然气水合物是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源。它主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，所以也称它为甲烷水合物。天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。一旦温度升高或压力降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。（1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）。
我们还要了解流量计的工作原理。流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。我们现场使用的是间接式质量流量计。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式； 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合： 由前述知，节流式流量计的差压信号P？正比于2 vq？，密度计连续测量出流体的密度？，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量。 靶式流量计的输出信号与2 vq？也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合构成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 （2）体积流量计与密度计的组合 ：容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等，测得的输出信号与流体体积流量vq成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘法运算，即可求出质量流量 ；（3）体积流量计与体积流量计的组合 ：这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于pq和通过除法运算，即可求出质量流量。所以说， 天然气的流量计显示数据与密度关系非常大。
2、 我们提供的天然气中含有一些压缩机油，天然气在通过流量计时减压膨胀吸热降温，使得此处的温度较低，压缩机油温度低时粘度大，流动性差，部分粘附在管壁，使得本来流通直径就小的地方变得更小，天然气的直径很小勉强可以通过；流通直径越小，减压膨胀吸热降温情况越严重，管壁粘附物就越多，使得流通直径进一步减小，当恰好遇到大分子的可燃冰（CH4·7H2O）（因为无论如何脱水，天然中仍然会有游离水存在，一旦温度、压力达到形成可燃冰的条件时，就有可能形成可燃冰络合物）络合物通过时，就把流通管径彻底堵死了。从而，减压膨胀吸热降温现象停止，流量计在电伴热的作用下，本体温度逐渐上升，当达到一定温度时，可燃冰（CH4·7H2O）络合物升华成气体，管道又恢复正常通气。
3、 为什么在压力低时容易出现冻堵现象哪？因为在压力高时，流量计前后的压差较大，压差产生的压力大于压缩机油的粘结力，即便出现可燃冰（CH4·7H2O）络合物时，压差产生的压力也能够把可燃冰（CH4·7H2O）络合物压过去。只有在压差产生的压力小于压缩机油的粘结力时，冻堵现象才能发生。
4、为什么发生冻堵时出现亏方现象哪？因为一旦温度降低，压缩机油粘连到流量计内表面时，流量计内表面就不能全部接收到对通过的天然气分子所产生的撞击力，所以，通过的天然气就不能全部被流量计显示。
八、 解决方案
1、 由我们在槽车和卸气机之间加一个高压过滤分离器，把气体中含的微量压缩机油过滤分离除掉。
2、 请唐山**公司把电伴热由25w/m换成40w/m，增大加热量。