整体干燥置换方案.docx

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整体干燥置换方案

齐鲁石化～青岛天然气管道工程

站间清管、试压、干燥置换方案

编制：

许再胜

审核：

王奉成

审批：

王建国

工程建设总公司齐青管道项目部

二OO二年十月十日

齐鲁石化～青岛天然气管道工程

站间清管、试压、干燥置换方案

一、编制说明

1、本站间清管、试压、干燥置换方案只限于实施操作过程的计划安排，其内容只能作为试运投产方案的一部分。

2、编制依据：

SY0401-98输油输气管道线路工程施工及验收规范

SY/T6233-1996天然气管道试运投产规范

二、工程概况

齐鲁石化～青岛天然气管道工程西起淄博市临淄区赵家毛托首站，终东至青岛市城阳区，管道经过山东东部地区淄博、潍坊与青岛三大市辖区14个市县。

总体地势西高东低，地势相对较为平坦。

线路全长约240公里，管线规格为φ508×6.4/7.1/7.9/9.5，材质L320，设计压力3.9MPa。

沿线设淄博首站一座，分输站（坊子、胶州）二座，城阳末站一座，截断阀室12座，阀井3座。

线路清管流程，从淄博首站发球筒到坊子分输站收球筒段线路的长约110.727公里，从坊子分输站发球筒到胶州分输站收球筒线路长86.948km，从胶州分输站发球筒到青岛城阳站收球筒线路长53.325km。

线路计算容积总量为49343m3。

三、总体方案

1、需达到的条件

全线路经分段试压、清管，站场及阀室安装后单体试压，并全线贯通，各支线路附件安装调试完毕后，方可实施线路站间试压、清管、干燥（置换）工作。

2、机构组织及分工

⑴、领导小组组长：

王建国

副组长：

许再胜王奉成

成员：

邵放军潘若存鲁滨张永信

⑵、作业队人员

作业一队负责人：

邵放军技术：

张金红

作业二队负责人：

鲁滨技术：

刘世兵

作业三队负责人：

潘若存技术：

王国强

每个作业队安排：

管工6人；电焊2人；火焊1人；电工1人；其他6人

⑶、分工

作业一队承担淄博首站—坊子分输站的站间试压、清管、干燥置换过程中所涉及的所有工作；

作业二队承担坊子分输站—胶州分输站的站间试压、清管、干燥置换过程中所涉及的所有工作；

作业三队承担胶州分输站—青岛城阳站的站间试压、清管、干燥置换过程中所涉及的所有工作；

3、实施程序

联合检查→清管→站间试压→干燥（置换）→投产运行

4、实施方案

根据各标段完成情况，由指挥部组织监理、设计、施工及有关部门，对全线路（包括站场、阀室在内）进行联合检查确认后，开启所有线路干线阀（直通阀），关闭支线阀，然后分别对淄博首站—坊子分输站、坊子分输站—胶州分输站、胶州分输站—青岛城阳站三个管段进行站间试压、清管、干燥；

⑴、对于站间试压，采用压缩空气为试压介质，分别对三个站间的管段进行试压；

⑵、在淄博首站发球筒投发一只皮碗式聚氨脂清管器，选用3台7kgf/cm2、9m3/min低压风机送风，推动清管器清管，计划28小时到达坊子分输站收球筒，即完成该段清管工作。

⑶、在坊子分输站发球筒投发一只皮碗式聚氨脂清管器，选用3台7kgf/cm2、9m3/min低压风机送风，推动清管器清管，计划24小时到达坊子分输站收球筒，即完成该段清管工作。

⑷、在胶州分输站发球筒投发一只皮碗式聚氨脂清管器，选用3台7kgf/cm2、9m3/min低压风机送风，推动清管器清管，计划16小时到达青岛城阳站收球筒，即完成该段清管工作。

⑸、干燥安排在投产时与投产置换同步进行，即采用氮气—甲醇—氮气—天然气组合方法，利用天然气为驱动力，推着组合串（皮碗清管器—氮气—皮碗清管器—甲醇—皮碗清管器—氮气—皮碗清管器）。

四、实施措施

1、前期准备工作

⑴、由指挥部组织设计、监理、施工及有关部门人员，对全线包括站场在内进行全面验收确认，要求所有与线路有关的施工项目内容均达到站间试压、清管、干燥（置换）条件，主要指线路分段清管、试压完毕，阀室和站场工艺管线安装试压吹扫完毕，而且各阀室及站场必须具备放空条件等工作。

⑵、在指挥部的领导下，由工程建设总公司齐青管道项目部组织站间试压、清管、干燥（置换）工作领导小组和施工作业队。

⑶、在每个管段起点位置准备清管、干燥（置换）装置及设备停放场地。

⑷、落实所涉及的设备和材料，保证在计划时间内及时到场。

⑸、在每个管段终点设置好气液监时排放设施，主要是排出的残留试压水及甲醇混合液。

2、站间试压

⑴、站间试压前应将与试压无关的工艺管线进行隔离，并采取措施，防止串压。

⑵、站间试压压力值为设计压力，即3.9MPa，稳压时间为4h。

试压设备选用排量10m3/min，6MPa中压压风车6～8台；

⑶、采用压缩空气为试压介质，试压以管道不破裂，无渗漏为合格；

⑷、站间试压升压速度应缓慢，当压力升至1.17MPa和2.24MPa时应暂停升压，进行迅线检查，无异常情况下方可继续升压。

巡线检查的重点部位为清管器收发装置、弯头、三通、绝缘接头（法兰）、穿越管线、截断阀、仪表接头，以及碰口焊缝等部位。

⑸、巡线人员应与配备必须的通信设施，与指挥系统保持通信联络；

3、站间清管

⑴、站间试压前应将与试压无关的工艺管线进行隔离，以防止脏物进入。

⑵、根据线路清管流程，在每个管段起点的发球筒位置投放清管器，在每个管段末点收球筒接收。

⑶考虑线路较长，因此，宜采用带跟踪仪的聚氨脂皮碗式清管器（四碗）。

⑷、采用三台7kgf/cm2、9m3/min低压风机送风，推动清管器从每个管段起点发球筒至末点收球筒，正常情况下行走在70米/分钟左右。

⑸、每个管段的清管流程如下页所示：

⑹、操作步骤

备注：

上图所标出的阀门均需参与站间试压、清管流程，其它工艺安装中未在上图标出的阀门应处于关闭状态，不参与试压、清管流程；

①、打开发球筒快开盲板，投放带发射机的清管器，并关闭快开盲板，上紧。

②、利用发球筒底部排污阀作为进气口，焊三个接管将三台压风机送风管并连接上。

③、送风前打开发球筒上DN500出口阀门和用作进气口的排污阀，将其它各阀门关闭；打开收球筒上的排污阀和放空阀，关闭其它有关分支阀门。

④、发球筒上进气口安装一块1.6MPa的压力表，在每个阀室处设置一台通过仪。

⑤、上述准备完成后，启动压风机送风，听到咕咚一声响，证明清管器已发出。

⑥、送风后应注意监视压力变化，一般压力波动证明运行正常，压力一直升高证明有卡球现象。

⑺、每段发球端配置2人以上操作值班，收球端配置1~2人负责监视排气情况和球到后报告工作。

⑻、发、收端及沿线监视点均配置联络通讯措施，经常互报情况，以便处理各类问题。

⑼、清管器到收球筒后，首端停机末端泄压，打开收球筒快开盲板取球。

⑽、清管排气利用收球筒放空阀排至放空管，扫出的积水全部排入混合液罐或边沟。

⑾、二（三）次清管按以上程序要求重复一次。

4、干燥（置换）

前期的水压试验，虽然经过通球扫线，但管壁上的水膜和低凹处的水量积水依然存在，因此必须对管道进行干燥，以防投产运行中出现冰堵现象。

干燥采用甲醇干燥法。

根据其工艺特点，决定采取干燥、置换、投产一并进行，即在投产前采用天然气、氮气、甲醇、氮气组合成干燥置换（4球3车箱）列车，利用首站天然气气源为驱动力推动列车前行。

详见下图示意：

干燥（置换）的顺序为：

①淄博首站—坊子分输站段、②坊子分输站—胶州分输站段、③胶州分输站—青岛城阳站段；每干燥、置换一段后经过检查确认合格后方可进行下一管段的干燥、置换工作。

⑴、准备工作

①、在每个管段起点发球筒上加装临时注氮、注醇装置，该管段末点收球筒放空阀和排污阀打开排气。

详见下图示意：

说明：

◆淄博首站发球筒放空口为DN40，但原设计无截断阀，需建议增加Z41H-64DN40阀门1套；淄博首站站内的主管段放空口为DN200。

坊子分输站收球筒排污口为DN100；

◆坊子分输站发球筒放空口为DN50，坊子分输站站内的主管段放空口为DN150。

胶州分输站收球筒排污口为DN100；

◆胶州分输站发球筒放空口为DN50，胶州分输站内的主管段放空口为DN150。

青岛城阳站收球筒排污口为DN100；

②、氮气、甲醇用量控制参数

Δ氮气用量计算

第一段氮气用量：

V=236•D2=236×0.49522=57.9m3

又因V=π•D2•L/4

4×57.9

3.14×0.49522

L=4V/（π•D2）==300m

第二段氮气用量:

V=628•D2=628×0.49522=154m3

又因V=π•D2•L/4

4×152

3.14×0.4922

L=4V/（π•D2）==800km

考虑实际漏气损耗量较大的因素,拟采用氮气量如下:

区段

管段长度

km

第一段氮气用量

第二段氮气用量

用量m3

L1（m）

用量m3

L3（m）

淄博首站—坊子分输站

110.727

80

400

200

1000

坊子分输站—胶州分输站

86.948

75

380

180

950

胶州分输站—青岛城阳站

53.325

70

360

180

950

淄博首站—坊子分输站管段干燥需：

注入甲醇用量X计算

Q=K•π•D•L=0.3×3.14×0.4952×110.727=52m3

π

4就

因Q=D2X

4×52

3.14×0.49522

所以：

X=4Q/（π•D2）==0.270km

坊子分输站—胶州分输站管段需注入甲醇用量为45m3，胶州分输站—青岛城阳站管段需注入甲醇用量为35m3。

考虑实际漏损及管内水量多的因素，甲醇用如下：

区段

全线长度

甲醇用量

用量m3

L2（m）

淄博首站—坊子分输站

110.727km

65

350

坊子分输站—胶州分输站

86.948km

55

300

胶州分输站—青岛城阳站

53.325km

45

270

③、选用氮气车充氮，甲醇用罐车拉运至现场灌注。

④、准备好操作人员使用的特殊防护服、鞋、手套及头式防毒面具。

⑤、每个站应配备2个40kg干式灭火器，8个8kg手提式灭火器。

⑥、接收端（末站）设置4台混合液罐，并将收球筒排污管接到50m以外的4台混合液罐上。

⑦、每个管段起点和末点及各阀室设观察点，以便掌握“列车”通过情况。

⑵、操作步骤：

在全线清管合格后投产前进行，具体操作过程如下：

①、检查发球筒上DN500阀应全开，其它支线阀门应关闭；沿线截断阀室截断阀全开，支线阀关闭；周村站站内截断阀全开，支线阀关闭；末站收球筒DN500主阀及放空阀全开，其它支线阀关闭。

②、氮气、甲醇灌装操作：

a、打开快开盲板，将1#清管球放送至筒的大小头处并顶靠紧，再关闭快开盲板，打开31#灌注阀，关闭41#灌注阀，向发球筒内注氮气（气压应大于0.2MPa），靠气压将1#清管器推过DN500主阀后，关闭31#灌注阀和DN500主阀，打开41#灌注阀，向管线内注氮气，直到第一段氮气量注够量；

b、第一段氮气量注够后，打开快开盲板放送2#清管器至筒的大小头处并顶紧，关闭快开盲板，关闭41#灌注阀，打开31#灌注阀和DN500主阀，向发球筒内注氮气，靠气压将2#清管器推过DN500主阀后，关闭31#灌注阀和DN500主阀，打开41#灌注阀，向管线内注入甲醇，直到甲醇量注够量，

c、甲醇量注够量后，打开快开盲板放送3#清管器至筒的大小头处并顶紧，关闭快开盲板，关闭41#灌注阀，打开31#灌注阀和DN500主阀，向发球筒内注氮气，靠气压将3#清管器推过DN500主阀后，关闭31#灌注阀和DN500主阀，打开41#灌注阀，向管线内注氮气，直到第二段氮气量注够后，打开快开盲板放送4#清管器至筒的大小头处并顶紧，关闭快开盲板，关闭41#灌注阀，打开31#灌注阀和DN500主阀，向发球筒内注氮气，靠气压将4#清管器推过DN500主阀后关闭31#灌注阀和DN500主阀，即灌注氮气、甲醇操作结束。

③、利用每段起点的天然气压力作为驱动力，开启DN500输气总阀使天然气推动干燥置换列车前进。

控制行走速度不大于5m/s，压力控制在0.4~1.0MPa，流量为13726~34315m3/h。

④、沿线各阀室、阀井设监测点，记录、报告列车通过时间，以便首站掌握通过情况。

⑤、列车快要到达收球筒前，首端应注意控制进气量，当球筒上通过指示器显示1#清管器到达收球筒后，关闭收球筒处的DN500主阀，同时减小首站进气，取出1#清管器，关好快开盲板后再开启DN500主阀，并将通过指示器复位。

当2#清管器到达收球筒后，关闭DN500主阀，取出2#清管器，关好快开盲板。

2#清管器到达收球筒时，应注意甲醇排放至4台混合液罐。

3#、4#清管器接收，重复上述步骤取球，取球完成后，在取样口取气样检验，合格后折除灌注及排放装置，恢复原安装阀件。

⑶、技术要求：

①、干燥置换列车行走速度控制参数：

不大于5m/s（即18公里/时）；

②、干燥合格标准：

甲醇液样所含甲醇体积百分比大于80%；

③．置换合格标准：

放空口天然气含氧量小于2%；

④．填写过程记录；

⑤．甲醇取样检验后，应及时处理掉。

五、安全措施

1．现场组织

⑴、由项目部王建国经理负责全过程的安全组织领导工作。

⑵、安全领导小组：

组长：

王建国

副组长：

许再胜王奉成

成员：

潘若存邵放军鲁滨张永信

⑶、根据其特点和分布，指定邵放军为淄博首站—坊子分输站段安全安全责任人，鲁滨为坊子分输站—胶州分输站段安全责任人，潘若存胶州分输站—青岛城阳关站段安全责任人。

2、安全要求

⑴、对参加作业的人员进行技术交底，特别是关键工序和部位重点强调清楚。

⑵、每道工序应指定专人专岗负责，非作业人员不得替岗。

⑶、施工作业现场设置警示线和警示牌。

⑷、通球打压的各类接头应牢固可靠，配件符合压力等级要求，压力表应经校验合格。

⑸、由于线路较长，应配备相应的通讯工具，保证正常联系。

⑹、干燥置换过程中甲醇灌充和排放操作应配带防护面具和防护服。

对甲醇灌充和排放应由专人负责实施，其他人不得接触与其有关的工序。

⑺、灌充甲醇和排放甲醇现场，应分别配备消防车及2个40公斤干式灭火器和6~8个8公斤手提式灭火器。

⑻、甲醇混合液排放罐，应远离站外50米以上，由于甲醇属易燃物品，应在罐周围设警示标志。

⑼、施工操作全过程应统一指挥，在压力状态下严禁拆卸和处理泄漏。

3、应急措施

⑴、组织措施

①、由项目经理领导，组建三个现场事故抢险队。

②、每个抢险队配备人员

队长：

1人技术员：

1人

管工：

4人电焊工：

2人

火焊工：

2人其它：

10~20人

③、每个抢险队配备设备

指挥车：

1台卡车：

1台

电焊机：

2台火焊：

2套

吊车：

1台

④、每个抢险队配备主要工具材料

电焊条：

20公斤灭火毡：

10块

铁揪：

10把防火服：

2套

φ508管：

20米防毒面具：

2套

⑵、分工责任及要求

①、项目综合分部鲁滨经理组织指挥淄博首站～坊子分输站段在试压、清管、置换（干燥）过程中出现的各类事故处理；

②、项目二分部邵放军经理组织指挥坊子分输站～胶州分输站段在试压、清管、置换（干燥）过程中出现的各类事故处理；

③、项目二分部潘若存经理组织指挥胶州分输站～青岛城阳站在试压、清管、置换（干燥）过程中中出现的各类事故处理。

④、抢险队组成人员由有经验的技术工人参加，应具备快速反应能力。

⑤、所有抢险人员应在事故处理过程中报从命令，听从指挥。

⑥、所有抢险设备应保持在良好状态，保证急时用的上。

六、设备机具材料

序号

名称

规格

单位

数量

备注

一、施工机具

1

低压风车

9m3/mm，0.7MPa

台

9

每管段三台

2

中压风车

个

16

每管段八台

3

清管器

φ508（4碗）

个

12

4

电子跟踪仪

通过仪

台

15

定位接收仪

台

6

发射机

台

6

5

卡车

5t

台

6

6

值班车

江铃皮卡

台

6

7

氮气车

台

1

8

甲醇车

台

2

9

二弧焊机

带发电机

台

3

10

气焊工具

套

3

11

消防车

台

2

12

流量计

个

3

13

含氧测定仪

台

1

14

可燃气体测仪

台

2

15

干粉灭火器

8公斤

个

32

16

干粉灭火器

40公斤

个

6

17

混合液罐

20m3

台

4

二、施工材料

1

无缝钢管

φ34×3.5

m

60

2

无缝钢管

φ114×4.5

m

300

3

无缝钢管

φ76×8

m

60

4

90°弯头

φ34×31.5D

个

12

5

90°弯头

DN100PN641.5D

个

30

6

卡箍阀

DN65PN16

套

16

7

闸阀

DN50PN2.5

套

4

8

针型阀

DN15PN16

个

6

9

压力表

0~1.6MPa

块

4

附接头

10

压力表

0~10MPa

块

4

附接头

11

夹布胶管

1″

m

40

12

镀锌铁丝

8#

kg

20

13

胶套电缆

三芯6mm2

m

100

14

灯头线

m

100

配灯泡灯头4套

15

防毒面具服

套

3

16

胶皮手套

套

10

17

防护眼镜

套

10

18

安全警示牌

1000x1000

个

10

用五合板制作

19

麻绳

公斤

10

20

甲醇

m3

180