燃气管道置换.docx

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燃气管道置换

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燃气管道置换

　　新建燃气管投入使用，要将燃气输入管道内，并将管内空气排出去。

燃气管道内将出现混合气体，所以对新建管道内混合气体的置换必须在严密的安全技术措施保证前提下方可进行。

　　一、置换方法

　　1.间接置换法是用惰性气体（常用氮气）先将管内空气置换，然后再输入燃气置换。

优点是安全可靠；缺点是费用高昂、顺序繁多，用气量大时很难供应，故一般很少采用。

　　2.直接置换法是用燃气输入新建管道内直接置换管内空气。

操作方便、迅速，在新建管道与原有燃气管道连通后，即可利用燃气的工作压力直接排放管内空气，当置换到管道内燃气含量达到合格标准（取样合格）后，即可正式投产使用。

　　由于在用燃气直接置换管道内空气的过程中，燃气与空气的混合气体随着燃气输入量增加其浓度可达到爆炸极限，此时，在常温及常压下遇到火种就会爆炸，所以这种方法不够安全。

鉴于施工条件限制和节约的原则，如果采取相应的安全措施，用直接置换法是一种既经济又快速的换气工艺。

长期实践证明，这种方法基本上是安全的，被广泛应用。

　　置换空气应保持5m／s以下的速度，以防混合气体的管段中碰撞起的火花引起爆炸，直至管内燃气中含氧量小于2％。

通常要确定置换时的燃气压力。

燃气压力过低会增加换气时间，但如压力过高则燃气在管道内流速增加，管壁产生静电，同时，残留在管内的碎石、铁渣等硬块会随着高速气流在管道内滚动、碰撞，产生火花，为燃气爆炸创造条件。

因此，控制了混合气体流速，在燃气管道内就不会发生火花，也就不会发生燃气爆炸。

　　二、准备工作

　　换气投产前的准备工作包括技术、安全、组织准备，编制置换投产方案，明确分工，分别落实。

置换投产方案的主要内容如下：

（一）概况

　　置换的工程内容与范围，方案编制依据（设计图、置换路线示意图，竣工图）。

（二）置换准备工作

　　1.竣工的厂站、管线要经过检查，有完整、齐全的竣工验收资料与验收手续，证明质量符合要求。

（1）阀门井检查核对阀门、放散管、仪表等，必须符合设计和质量要求。

阀门开关灵活，并将阀门调至规定状态。

（2）检查管道必须符合设计与质量要求，检查管道末端是否用堵板焊牢，气压试验连管处是否焊住，铸铁管道末端应支撑牢。

　　（3）凡严密性试验超过半年的管线需要重新试验。

　　（4）聚水井、抽水泵安装应符合要求，并将聚水井内积水抽净。

　　2.在置换前各置换人员应到现场熟悉自己任务，明确责任。

　　3.确保置换时通讯联络畅通。

各操作点和放散点均配置对讲机。

　　4.配备足够的车辆，明确各车的用途。

　　5.准备必要的抢修工具和设备以及置换用的仪表。

　　6.管线上每一放散点应配干粉灭火器。

　　7.准备救护车与医护人员。

　　（三）置换方案

　　1.门站置换

（1）末站至门站外阀门井关闭门站阀门井中的DN400球阀。

见图1-13-1。

将放散胶管装在球阀前面的放散管上，用铁丝固定好，并将胶管引至井外3m以外。

打开放散阀；缓慢打开末站出口阀门，使其开度为全开的10％，进行置换；随时取样分析，当含氧量小于2％时为置换合格（此分析必须连作3次）。

关闭放散阀，拆除放散胶管，全部打开末站出口阀门。

（2）门站内置换见图1-13-1（图中汇管之间由于配件不全，有些管道未装，汇管与管道连接的法兰均用堵板封住）。

在进站阀门井中球阀后的放散管上装上U形压力计；检查站内所有阀门，确认其为关闭状态；调试加臭使其处于正常运行准备状态；拆除1#、2#和3#汇管上的压力表作取样点；打开1#汇管手动放散阀和1#汇管压力表取样点A的阀门进行放散；打开3#、4#、5#球阀；打开2#蝶阀，使其开度为全部开度的1／4；缓慢打开门站阀门井中的1#球阀，并注意观察U形压力计，随时调整其开度；尽量控制压力，使其压力为2000Pa，确保安全置换。

当在放散点闻到臭味时，进行含氧量测试；当连续3次含氧量不超过2％时为合格。

图1-13-1门站工艺流程简图

　　关闭1#汇管的手动放散阀和压力表取样A点的阀门；关闭1#球阀；打开2#汇管上的压力表取样B点的阀门，打开3#汇管手动放散阀和3#汇管压力表取样C点的阀门；依次打开6#、7#、8#球阀；缓慢打开1#球阀，并观察U形压力计，随时调整其开度；尽量控制压力，使其出口压力为2000Pa左右；当放散点闻到臭味时，进行含氧量测试，连续三次含氧量不超过2％为合格。

　　打开11#、12#球阀，连续进行放散置换，关闭8#球阀、2#蝶阀和2#汇管压力表取样B点的阀门；当测试结果合格时，关闭3#汇管的放散阀和压力取样C点的阀门，拆除E、F两点的压力表，打开取样阀门；缓慢打开2#、9#、10#阀进行放散，随时测试，当测试结果满足含氧量小于2％为合格。

　　关闭E、F两点取样阀门，关闭12#阀门，拆除U形压力计；将各汇管A、B、C上的压力表及E、F两点的压力表安装上去，并打开各表的阀门；缓慢打开1#球阀，使其开度为100％；调整2#蝶阀的开度，使2#蝶阀后的压力为1.1～1.5MPa，调试调压器使其处于正常工作，调压器出口压力为0.4MPa（由于是初次置换，均未达到设计的工作压力）。

检查各压力表取样点拆动过部位的严密性，用肥皂水查漏，并及时处理。

　　至此，门站全部置换完毕。

　　2.高压管道置换

　　高压管道置换见图1-13-2。

检查高压管道上所有阀门（置换路线上），确认为关闭状态，检查调压站内所有阀门为关闭状态，拆除调压站内1#、2#汇管上的压力表。

见图1-13-3。

在调压站8#球阀后加装盲板，在门站出站阀门后安装U形压力计；分别在1#、2#汇管和调压站出站阀前装设放散胶管，用铁丝固定牢固，并将胶管引至3m以外放散；打开调压站10#阀门和1#汇管上的手动放散阀和压力表取样A点的阀门进行放散，缓慢打开门站出口球阀，随时观察U形压力计，调整阀门开度，确保置换压力不大于2000Pa；当高压管道1#球阀放散点闻到臭味时，检测含氧量，当连续测试3次含氧量小于2％时，关闭放散阀，拆除胶管，检查阀门井。

2#阀门井操作与1#阀门井操作相同。

当调压站1#汇管上的放散点检测含氧量合格后，关闭手动放散和压力取样A点的阀门；打开2#汇管手动放散和压力取样B点的阀门和出站阀门井的放散阀进行放散；打开调压站4#、5#、6#、7#阀门进行置换放散；检测站内各放散点的含氧量，当含氧量小于2％时，分别关闭各放散点的放散阀；将站内压力取样点的压力表安装上，打开阀门并检查严密性；全部打开门站出口阀门；使调压站的压力达到调压器的启动压力后，打开2#汇管的放散阀，关闭5#、7#阀门，打开11#阀门，调试调压器，使其出口压力为0.07～0.1MPa；缓慢打开3#阀门，使其开度为全开的10％进行放散，当检测含氧量小于2％时，关闭2#汇管放散阀；全打开3#、5#、7#阀门，至此高压管道与调压站全部置换完成。

　　图1-13-2高压管道置换

（一）

　　3.中压管道置换

　　中压管道置换见图1-13-4。

检查中压管道置换路线所有阀门，使其处于关闭状态，2#、3#、4#、5#阀门后暂不置换，均需加装盲板，分别在1#、2#、3#阀前放散管加装胶管，用铁丝固定好，并将胶管引到阀井外3m处进行置换放散；在调压站出口阀门后装U形压力计，调整其开度，使其出口压力不大于2000Pa；当1#放散点闻到臭味时，检测其含氧量，当小于2％时，关闭放散阀，拆除放散胶管并检查阀门井内管道、配件及其连接处的严密性。

2#、3#阀门井放散点操作与1#阀井相同。

关闭调压站出口阀门后的放散阀，拆除U形压力计，缓慢打开出站阀门。

在1#阀门后装设U形压力计，在4#、5#、6#、7#阀门前装设放散胶管，胶管引至阀井外3m处进行放散。

缓慢打开1#球阀，随时调整其开度，使其压力不大于2000Pa，进行置换放散，技术要求与上述阀井操作相同；当置换完成后拆除1#球阀处的U形压力计，关闭各阀井中的放散阀并拆除胶管，缓慢打开1#阀门。

至此，中压管道置换完成。

图1-13-3高压管道置换

（二）

图1-13-4中压管道置换

　　4.低压管道置换

　　置换方法和技术要求与中低管道基本相同。

关闭中低压调压箱出口阀门，在调压箱放散管接胶管引至远离住宅与明火处，打开放散阀，稍开中压管道支管阀门，随时调整控制送气压力。

当放散管排出燃气含氧量小于2％时，关闭放散阀，拆除放散胶管，调压器调压至用户使用压力。

　　给用户送气必须事先通知所有用户全都家中留人。

送气前全部燃具必须关闭，并经过检查，然后部分开启中低压调压箱出口阀门逐户送气点火部送气点火合格后，全开调压箱出口阀门。

　　5.置换注意事项

（1）置换工作是危险的，现场只允许现场指挥发布操作指令，其他人员无权指挥，各操作人员也不得擅自行动，必须一切听指挥。

（2）各操作人员严禁吸烟、严禁明火检漏。

放散点要有一定范围，无关人员不得围观，在放散点区域内，杜绝一切明火。

　　（3）发生意外情况时，不要惊慌，要迅速切断气源并通知现场指挥，防止事故扩大。

　　（4）各操作人员必须明确职责，熟悉操作要求。

　　（5）进入阀门井操作时应遵守阀门井操作技术规程。

阀门井井盖应全部开启，并设防爆照明。

　　（6）各放散点的工作人员应站在放散口的上风侧，以免中毒。

　　（7）检测分析人员要作好记录，要履行签字手续。

　　（8）厂站汇管上的放散要注意安全，工具应采用防爆工具。

消防入员与消防车应随时待命，以防不测。

救护人员要及时救护。

　　（9）所有预留管线的阀门后侧，必须加设法兰盲板，防止燃气泄漏。

各放散点必须加设螺堵。

　　（10）置换完成后，应在现场观察30min，如发现异常情况，及时处理。

待一切正常后，方可撤离现场。

　　6.现场指挥部由总指挥1人，副总指挥等若干人组成。

总指挥负责整个置换工作现场指挥，下达指令。

副总指挥分别负责各置换组、安全检测组、放散检测组、抢修队、消防、医务、后勤等。

　　7.安全措施

（1）各置换放散点要围出一定区域，无关人员不得围观。

（2）所使用的各种工具，均用不会发生火星的工具。

　　（3）各放散点至少应有两人以上。

各作业点均配置对讲机，及时联系。

　　（4）阀门井内操作必须遵守阀井操作规程：

　　1）必须用风力灭火机向井下吹5min后，方可下井。

　　2）下井人员必须系安全带、戴长管呼吸器；当阀门井内闻到燃气臭味时，应用肥皂水检漏，找出漏点，及时处理。

　　3）井上必须有人监护。

　　4）阀门井井盖全部打开。

　　（5）置换过程中一定要控制好混合气体流速，使混合气体流速不大于5m／s，置换分析合格后，再进行下一步置换工作。

　　（6）遇雷雨天暂停置换。

　　（7）凡发现异常现象，应及时报告现场指挥部。

　　（8）现场安全措施落实。

对邻近放散点居民、工厂单位逐一宣传并检查，清除火种隐患。

发布安民告示，在置换时间杜绝火种，关闭门窗，建立放散点周围20m以上的安全区。

　　（9）放散点上空有架空电缆线部位，应将放散管延伸避让。

　　（10）在置换时，燃气的压力不能快速升高。

当阀门快速开启时容易在置换管道内产生涡流，出现燃气抢先至放散（取样）孔排出，会产生取样合格的假象。

因此，开启阀门时应缓慢逐渐进行，边开启边观察压力变化情况。

　　（11）置换工作不宜选择在夜间与阴雨天进行，因阴雨天气压较低，置换过程中放散的燃气不易扩散，故一般选择在天气晴朗的上午为好。

大风天气虽然能加速气体扩散，但应注意下风侧的安全措施。

　　三、置换投产的实施

　　1.根据置换方案规定的时间，置换工作人员和指挥人员提前进入现场，各就各位，逐一检查放散管接装、放散区的安全措施，阀门的启闭以及通讯、消防、救护等准备情况等，均应符合置换方案的规定。

　　2.一切就绪后，总指挥按置换方案下达指令，开启门站气源阀门，同时开启放散管阀门。

各放散点人员应及时与指挥联系，并注意现场安全，当嗅到燃气臭味时即可用橡皮袋取样。

　　3.检测试样即判断置换管道内经过燃气置换后是否达到合格标准。

合格标准指管内混合气体中燃气含量（容积）已大于爆炸上限。

判断方法常采用以下两种：

（1）点火将放散管上取到燃气的橡胶袋，移至远离现场安全距离外，点火燃烧袋内的燃气，如火焰呈扩散式燃烧（呈桔黄色），则说明管内空气已基本置换干净，达到合格标准。

（2）测定气体含氧量，预先计算输入燃气爆炸极限爆炸极限指当可燃气体与空气混合到一定浓度时，遇到明火而引起爆炸，这种能爆炸的混合气体中所含燃气的浓度范围就是爆炸极限，用百分数表示。

在混合气体中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的浓度，称为爆炸下限。

当可燃气体一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量称为爆炸上限。

表1-13-1为各种燃气常压下在空气中的爆炸浓度上限和下限。

表1-13-1各种可燃气体的爆炸极限（燃气体积％）

气体名称

爆炸极限

气体名称

爆炸极限

下限

上限

下限

上限

氢H2

4.1

75.0

乙烯C2H4

3.0

16.0

一氧化碳CO

12.5

75.0

乙炔C2H2

2.3

82.0

甲烷CH4

5.3

15.0

硫化氢H2S

4.3

45.5

C烷C2H6

3.2

12.5

氨NH3

15.7

27.4

丙烷C3H8

2.4

9.5

炼焦煤气

5.6

31.0

丁烷C4H10

1.9

8.5

水煤气

6.2

72.0

戊烷C5H12

1.4

8.0

发生炉煤气

20.7

73.7

　　可燃气体混合物的爆炸极限可按下式计算

　　式中L——混合气体的爆炸上限或下限（体积％）；

　　L1、L2……Ln——混合气体中各可燃组分的爆炸下限或上限（体积％）；

　　χ1、χ2……χn——混合气体中各可燃组分的体积百分数。

　　根据计算所得输入燃气的爆炸上限，计算出此时最小含氧量。

计算式为：

L=L1Q1+L2Q2（1-13-2）

　　式中L——混合气体中含氧量极限（体积％）；

　　L1——燃气爆炸上限（即混合气体中燃气的含量）（体积％）；

　　L2——混合气体中空气的含量（体积％）；

　　Q1——燃气中氧气的含量（体积％）；

　　Q2——空气中氧气的含量（体积％）。

　　当对取样袋的燃气用测氧仪（快速）测定得到的读数小于规定含氧量时，则说明燃气合格。

为准确计，一般要作3次检测。

反之，将继续放散直至合格。

　　4.置换完成后的工作

（1）关闭放散阀，拆除放散胶管安装拆下的压力表并检漏，防止压力表连接处漏气。

（2）对通气管道全线仔细检查是否有燃气泄漏现象，重点检查距离居民住宅较近的管道。

发现问题及时处理，不留隐患。

　　四、管道置换时间的估算

　　管道置换时间，按下式估算：

　　式中T——达到标准所需置换时间（h）；

　　V——需要置换管道的容积（m3）；

　　f——放散孔的截面积（m2）；

　　K——置换系数（取2～3）；

　　W——通过放散孔的气体流速（m／s）。

　　其中，通过放散孔的气体流速按下式计算：

　　式中P——管内气体压力（Pa）；

　　r——管内气体密度（kg／m3）；

　　n——孔口系数（取0.5～0.7）。