中高压管网置换作业标准手册.docx

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中高压管网置换作业标准手册

中、高压管网置换作业标准手册

一、目的

为了规范中、高压管网间接和直接置换作业流程，提高作业质量，保障供气安全，指导作业人员能够熟练掌握间接和直接置换作业工艺、技术，特制订本标准手册。

1.1置换作业的安全风险

避免XXX与空气形成混合气体达到爆炸极限引发安全事故，降低安全风险，同时保证对后端的优质供气。

1.2科学置换的重要性、经济性

科学置换能保障管网气体的纯度和对用户供气的及时性，适量的降低了放散成本，保证了经济性。

二、适用范围

本手册适用于XXXXXX公司新建或改造中、高压管网投运前的置换作业管理。

三、定义

3.1本手册所称中、高压管网间接和直接置换作业，是指XXX公司生产业务涉及的压力等级管道：

高压A、高压B、次高压A、次高压B、中压Ａ、中压ＢXXX管道。

在以上压力等级管道新建、改造后，通入可控的惰性气体（本手册选用不活泼气体氮气为例）或XXX，使管网内空气有效置换为合格XXX的一种作业技术。

根据置换气体的选择,按照置换方式可分为:

置换方式

定义

直接置换

将XXX直接通入管道中，XXX与待置换管道中的空气直接置换，直至XXX完全取代空气；或将氮气通入管道中，氮气与管道内的XXX直接置换，直至氮气完全取代XXX。

间接置换

将氮气通入管道内，直至管道内的空气完全被取代，然后再用XXX通入管道直至氮气被完全取代；或将氮气通入管道内，直到管道内的XXX完全被取代，然后再用空气通入管道直至氮气被完全取代。

3.2根据置换管网运行压力分为高压和次高压、中压、低压三级，对应置换量为参考值。

级别

作业内容

置换量

一级置换作业

高压、次高压XXX管网，采用间接置换法进行置换；

1、采用间接置换法对高压、次高压、中压XXX输气干管进行置换；2、待置换管网水容积＞150m3，需采用槽车、制氮车、氮气瓶组运输及存储氮气。

二级置换作业

中压XXX管网，通过现场实际情况分析，通过间接或直接置换法进行置换；

1、采用间接或直接置换法对中压配气管网进行置换；2、150m3≥待置换管网水容积＞30m3，需采用氮气瓶或氮气瓶组运输及储存氮气。

三级置换作业

低压XXX管网，通过现场实际情况分析，通过间接或直接置换法进行置换。

1、采用间接或直接置换法对低压XXX管网进行置换；2、待置换管网水容积≤30m3，需采用氮气瓶运输及储存氮气。

各成员公司可结合管网压力、作业环境、置换量等，细化置换作业分类和分级；一次作业超过2个放散点的应提高作业级别。

遇节假日或在其他特殊情况时，置换作业应升级管理。

四、参考文件

CJJ51-2016《城镇XXX设施运行维护和抢修安全技术规程》、SYT5922-2012《天然气管道运行规范》

本手册主要规定了XXXXXX统一的服务规范，所涉及工作的技术规范应另行按照国家各项标准和相关规定的要求，严格予以执行。

五、置换作业设备简介

下面简单介绍一下常用仪器和工具的用途。

序号

设备名称、用途

示例图片

1

阀门开关工具：

阀门开关工具主要用于启闭阀门。

2

带压开孔工具：

用于在管道末端设置临时放散管的设备。

钢制管道带压开孔工具为专用带压开孔设备，PE管为鞍型三通电熔管件。

3

注入桩头：

在间接置换时通过通过注入桩头注入氮气置换管道内空气。

4

氮气：

氮气浓度需大于99%。

根据《气瓶安全技术监察规程》（TSGR0006）要求，运输压缩氮（UN1066）单个气瓶公称容积不超过50升，每个运输单元所运输的压缩气体气瓶总水容积不超过500升的，在道路运输环节按照普通货物进行管理，豁免其关于运输企业资质、专用车辆和从业人员资格等有关危险货物运输管理要求。

5

XXX浓度检测仪：

置换作业时，通过检测XXX浓度判断置换作业是否合格，XXX浓度检测仪应选择全量程、高灵敏度的仪器，常用杰恩检漏仪、XP-3140气体检测仪、四合一检测仪。

6

氧气浓度检测仪：

当采用氮气置换空气时，测定管道内氧气浓度，常用氧气检测报警仪

7

放散三脚架：

尾端置换点为调压设备或放散阀门时，需设置放散金属软管和三脚架。

8

放散金属软管：

尾端置换点为调压设备或放散阀门时，需设置放散金属软管和三脚架。

9

接地装置：

防止静电荷积聚产生电火花

六、置换作业方案确认

6.1根据管道运行压力等级、置换管网长度、现场作业面情况，有依据选取直接或间接置换方案。

6.2按照管网连接方式确定

6.2.1环形管网连接法

如置换管网成环，通过控制阀门分区置换。

6.2.2直线形管网连接法

如置换管网成直线形，应根据长度选择整体置换或使用分段阀门、阀室进行分区置换。

6.2.3多支线管网置换

当置换区域内管网较复杂时，应采用顺序置换法。

顺序置换就是按照管道管径大小顺序，先大管径后小管径，依次置换每个支管。

在置换时一般的选择方法是从最大管径的管道开始置换，选择最远端放散，然后再依次置换其他支管。

6.2.4复合式管网连接方式

如置换管网较大，大环形管网中夹有支线或大直线形管网中夹有环形管网，那么可结合方案a、b、c进行置换方案制定。

6.3直接置换参数确认

6.3.1浓度

当采用XXX直接置换空气时，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行测试XXX浓度，直至连续三次测试XXX的浓度达到90%，置换合格；当采用氮气置换空气时，氧浓度的测定值应小2%。

6.3.2估算置量

置换管道水容积的确定：

V=πr2×L

 式中：

V——置换管道水容积，m3；π——圆周率；r——管道内半径，m；L——置换管道长度，m。

预计置换所需XXX体积估算：

为保证置换合格，根据经验值为置换管网水容积的1.5倍。

实际情况应根据现场放散口测量浓度合格，使用量为准。

6.3.3置换流速

由于XXX在管线中的流速越快，管线的管径越大，静电的积累就越大，为减少静电积累，根据管道XXX安全流速经验公式：

v=0.8（1/d）1/2

式中：

v——安全流速，m/s；d——管道直径，m。

使用XXX置换空气，气流流速宜控制在经验值5m/s以下。

6.3.4置换压力

使用天然气置换空气，管道压力应控制在经验值5kPa以内；因煤气的爆炸极限为5.91%-59.8%，范围较宽，所以使用煤气置换空气时，管道压力应控制在经验值2kPa以内。

6.4间接置换参数确认

6.4.1温度

为保证置换管网管材的低温强度，防止低温造成阀门等设备的密封泄漏，使用氮气置换，特别是液氮气化置换时，氮气进入管网的温度不能低于5℃。

6.4.2浓度

当采用氮气置换管网内空气时，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行浓度检测，连续三次测试氧浓度小于2%为置换合格。

在用XXX置换管网内氮气时，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行测试XXX浓度，直至连续三次测试XXX的浓度达到90%，置换合格。

6.4.3估算置换量

A、氮气瓶

常用40L15MPa无缝气瓶常态下存储氮气体积约为5方。

B、制氮车

因制氮车特殊性，应考虑足够燃油保证现场置换制氮需求。

C、槽车氮气

估算液氮重量：

M=k×V/u

 式中：

M——液氮的质量，kg；k——管道充压系数（经验值取值为1.2）；V——管道总容积，m3；u——氮气的比容，m3/kg。

1个吨液氮转化为1个标准大气压、5℃状态下的氮气体积约为808m3，即比容u=0.808m3/kg。

6.4.4置换流速

使用氮气瓶、制氮车置换时，宜通过阀门开度控制氮气置换流速，防止发生注入口冰堵；采用液氮置换时，应综合考虑气化器效率满足置换流速控制。

6.5动火作业前置换参数确定

6.5.1动火作业前采用直接置换法时

应取样检测混合气体中XXX的浓度，应连续3次测定XXX浓度，每次间隔时间为5分钟，XXX浓度宜为零，测定值均在XXX爆炸下限的20%以下时，方可动火作业。

6.5.2动火作业前采用间接置换法时

采用间接置换法时，应取样检测混合气体中XXX或氧的含量，应连续3次测定XXX浓度，每次间隔时间为5分钟，测定值均在XXX爆炸下限的20%以下或者氧含量2%以下时，方可动火作业。

七、置换作业步骤

7.1直接置换步骤

序号

工作目的

工作描述

注意事项

1

方案编制

根据管网情况及现场作业面情况，编制置换方案。

2

准备检查

对阀门、放散点及相应设备进行准备检查。

每个放散点应配备对讲机，进行实时有效沟通。

3

开启气源阀门直接置换

缓慢开启XXX气源阀门，通过控制阀门的开度保持通入管道内的XXX流速不大于5m/s，且压力应控制在5kPa以下，直接置换管道内的空气。

1、直接置换时管道压力应小于5kPa；

2、为避免气流吹动管道中可能残留下来的石块、铁屑、焊条头等固体物质与管道内壁碰撞产生火花，气流流速应控制在5m/s以下。

4

置换检测

于放散管处检测XXX浓度，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行测试XXX浓度，直至连续三次测试XXX的浓度达到90%，置换合格。

检测浓度的设备需在检验合格有效期内，填写置换过程记录

5

置换检查

置换合格关闭各放散管，切断各阀门的放散管，再测试压力及气体浓度确保置换区域内外的供压正常。

对每个放散点均进行复查，填写置换记录

6

完全开启上游阀门

缓慢开启上游阀门，投运置换合格的管网。

7

管网查漏

对置换完成的管网进行泄漏检测。

应对每个碰头点进行泄漏检测，并通知巡检人员24小时内检查。

8

现场整理

整理工具，清理现场。

7.2间接置换

序号

工作目的

工作描述

注意事项

1

方案编制

根据管网情况及现场作业面情况，编制置换方案。

2

准备检查

对阀门、放散点及相应设备进行整体检查

每个放散点应配备对讲机，进行实时有效沟通。

3

注入氮气置换空气

当采用氮气置换管网内空气时，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行浓度检测，连续三次测试氧浓度小于2%为置换合格。

1、使用氮气瓶、制氮车置换时，宜通过阀门开度控制氮气置换流速，防止发生注入口冰堵；采用液氮置换时，应综合考虑气化器效率满足置换流速控制。

3、注入氮气时注入点和放散点须保持信息联通。

4

开启气源阀门置换氮气

在用XXX置换管网内氮气时，在各放散点在放散期间每次间隔不应少于5分钟进行测试XXX浓度，直至连续三次测试XXX的浓度达到90%，置换合格。

5

置换检测

在各放散点在放散期间每隔5分钟进行测试XXX浓度，直至连续三次测试XXX的浓度达到90%后，置换完成。

检测浓度的设备需在检验合格有效期内，填写置换过程记录。

6

置换检查

关闭各放散管后，切断各阀门的放散管，再测试压力及气体浓度确保置换区域内外的供气正常。

对每个放散点均进行复查，填写置换记录。

7

完全开启上游阀门

缓慢开启上游阀门，投运置换合格的管道

8

管网查漏

对置换完成的管网进行泄漏检测

应对每个碰头点进行泄漏检测，并通知巡检人员24小时内检查。

9

回复原状

整理工具，清理现场

八、安全控制措施

8.1管道内空气的置换应在强度试验、严密性试验、吹扫清管、干燥合格后进行。

8.2由于置换持续时间长，为防止置换区域内分段阀被意外地开关，应对分段阀上锁。

8.3提前对所有的放散点进行探查，了解其周围情况，确保放散的安全。

8.4进入密封场所，必须先检测气体，入内时要做好相应的安全保护和监护。

8.5放散口高出地面2.5m以上。

8.6放散管应避开居民住宅、明火、高压架空电线等场所；当无法避开居民住宅等场所时，应采取有效的防护措施，现场应有专人监护。

8.7放散管应采用金属管道连接，且用丝接或者法兰连接被放散管道或设备，放散管应可靠接地。

8.8应关注置换区域天气预报，禁止在恶劣天气、自然灾害情况下进行置换及放散作业。

8.9放散现场应备足够有效的消防器材。

九、附属表单

附件一：

《管网置换作业许可证》

附件二：

《管网置换作业现场记录表》

附件一：

管网置换作业许可证

工程名称

施工单位

作业时间

作业地点

置换等级

一级

二级

三级

置换管网情况

压力等级

长度

新建/改造

置换方式

直接置换

间接置换

置换设备

供气影响区域

相关阀门

（启、闭状态）

置换参数

待置换水容积

m3

置换压力

MPa

预计氮气需求

m3

安全流速

m/s

现场管网工艺图

后附图

置换方案

一、主方案

1、置换前：

2、置换中：

3、置换后：

二、备用方案：

1、置换前：

2、置换中：

3、置换后：

现场安全措施

应急预案或现场处置方案

后附预案

阀门启闭负责人

　持证：

放散监护负责人

　持证：

现场作业负责人

持证：

申请人意见

审核人意见

审批和签发人意见

附件二：

管网置换作业现场记录表

工程

名称

作业

时间

作业地点

现场作业负责人

记录人

置换开始时间

置换合格时间

检测次数

检测间隔时间

氧气浓度

XXX浓度

实时压力

现场情况

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

现场负责人审批：

存档人签收：