1、城市燃气输配系统的运行管理第七章 城市燃气输配系统的运行管理城市燃气具有易燃、易爆和有毒等特点，一旦供气、用气设施发生泄漏，极易发生火灾、爆炸及中毒事故，使国家和人民生命财产遭受损害。因此，确保燃气安全供应，是城市燃气供应单位的重要职责。为了保护国家和人民生命财产的安全，必须加强对燃气管网和设施的运行、维护和抢修工作，防止火灾、爆炸及中毒事故的发生。城市燃气供应单位对城市燃气设施的运行与维护必须制定相应的管理制度和操作规定，在发生事故时要有切实可行的抢修措施，力争将危害限制在最小程度内，并杜绝次生灾害的发生。第一节 燃气管网的运行管理燃气管道安装完毕后应依次进行管道的外观检查、吹扫、强度试验和
2、严密性试验。严密性试验在覆土后进行，但应留出接口处不覆土，待试验合格后再覆土。一、外观检查地上管道的检验内容主要包括：管道和设备符合设计要求的情况，管道和设备的外观检验，坡度、稳固性、合格性、美观，管道和设备的气密性试验以及其它附属工程符合技术要求的情况。地下管道的检验内容包括重点指标和一般指标。重点指标主要有气密性、管基、坡度、覆土。一般指标有深度、借转角度、管位、操作工艺等。二、城市燃气管道的吹扫与试压（一）一般规定1.燃气管道穿（跨）越大中型河流、铁路、二级以上公路、高速公路时，应单独进行试压；2.管道吹扫、强度试验及中、高压管道严密性试验前应编制施工方案，制定安全措施，确保施工人员及附
3、近民众与设施的安全；3.试验时应设巡视人员，无关人员不得进入。在试验的连续升压过程中和强度试验的稳压结束前，所有人员不得靠近试验区。人员离试验管道的安全距离可参考以下规定确定：管道设计压力 500m时，宜分段吹扫； （4）当管道长度 200m以上，且无其它管段或储气容器可利用时，应在适当部位安装吹扫阀，采取分段储气，轮换吹扫；当管道长度 200m，可采用管道自身储气放散的方式吹扫，打压点与放散点应分别设在管道的两端； （5）吹扫应反复进行数次，当目测排气无烟尘时，应在排气口设置白布或涂白漆木靶板检验，5min内靶上无铁锈、尘土等其它杂物为合格。3.清管器清扫 （1）管道直径必须是同一规格，不同
4、管径的管道应断开分别进行清扫；（2）对影响清管器通过的管件、设施，在清管前应采取必要措施；（3）清管器清扫完成后，当目测排气无烟尘时，应在排气口设置白布或涂白漆木靶板检验，5min内靶上无铁锈、尘土等其它杂物为合格。如不合格可采用气体再清扫至合格。（三）强度试验1.强度试验前应具备下列条件：（1）试验用的压力计及温度记录仪表应在校验有效期内； （2）试验方案己经批准，有可靠的通讯系统和安全保障措施，己进行了技术交底； （3）管道焊接检验、清扫合格；管道试验时应连同凝水缸、阀门及其他管道附件一起进行； （4）埋地管道回填土宜回填至管道上方0.5m以上，并留出焊接口（裸露）；不得涂漆或作防腐层；
5、（5）试验管段两端必须用盲板或堵板严密堵死，使之成为封闭系统。对管道端头的堵板及弯头、三通等处应采取临时稳固（如加设支撑等）措施，以保证在最高试验压力下管道的稳定与安全性。2.管道应分段进行压力试验，试验管道分段最大长度下列规定：设计压力PN 0.4MPa时，试验管段最大长度为1000m； 设计压力0.4PN1.6MPa时，试验管段最大长度为5000m: 设计压力1.6PN4.0Pa时，试验管段最大长度为10000m。3.管道试验用压力计及温度记录仪表均不应少于2块，并应分别安装在试验管道的两端；试验用压力计的量程应为试验压力的1.52倍，其精度不得低于1.5级。取压点和测温点各不得少于两个。
6、4.强度试验压力和介质应符合表7-2的规定。5.水压试验时，试验管段任何位置的管道环向应力不得大于管材标准屈服强度的90%。架空管道采用水压试验前，应核算管道及其支撑结构的强度，必要时应临时加固。试压宜在环境温度5以上进行，否则应采取防冻措施。6.进行强度试验时，压力应逐渐缓升，首先升至试验压力的50%，应进行初检，如无泄漏、异常，继续升压至试验压力，然后稳压1h后，观察压力计不应少于30min，无压力降为合格。7.水压试验合格后，应及时将管道中的水放（抽）净，并按要求进行吹扫。8经分段试压合格后的管段相互连接的焊缝，经射线照相检验合格后，可不再进行强度试验。强度试验合格后，应填写管道系统试验
7、记录。（四）严密性试验1.严密性试验应在强度试验合格、管道全线沟槽回填后进行，但管道的焊缝、接口等应检部位应留出，不予回填。待严密性试验合格之后，完成这些部位的防腐，再回填。2.试验用的压力计应在校验有限期内，其量程应为试验压力的1.52倍，其精度等级、最小分格值及表盘直径应满足表7一3的要求。3.严密性试验介质宜采用空气，试验压力应满足下列要求：设计压力0.8MPa的管道试压，压力缓慢升至30和60试验压力时，应分别停止升压，稳压30min，并检查系统有无异常情况，如无异常情况继续升压。管内压力升至严密性试验压力后，待温度、压力稳定后开始记录。为了使管道内空气温度与周围土壤温度一致，避免试验
8、时间内因温度变化而导致压力变化，严密性试验的开始时间应按下列规定执行：（1）公称直径小于200mm的管道，从管道内压力降到严密性试验压力时开始计时，12h后为严密性试验起始时刻。（2）公称直径为200400mm的管道，从管道内压力降到严密性试验压力时开始计时，18h后为严密性试验起始时刻。（3）公称直径大于400mm的管道，从管道内压力降至严密性试验压力时开始计时，24h后为严密性试验起始时刻。在严密性试验起始时刻之前的这段时间内，若因管内空气温度下降而导致其压力低于试验压力时，应向管内补充空气，以保证试验开始时达到试验压力。5.严密性试验稳压的持续时间应为24h，每小时记录不应少于1次（观测
9、和记录的内容包括管内空气压力和温度、大气压力），当修正压力降小于133Pa为合格。修正压力降应按下式确定：式中 p 修正后的实际压力降，Pa； H1、H2一一试验开始和结束时的压力计的读数，Pa； B1、B2一一试验开始和结束时气压计的读数，Pa； t1， t2一一试验开始和结束时管内介质的温度，。6.所有未参加严密性试验的设备、仪表、管件，应在严密性试验合格后进行复位，然后按设计压力对系统升压，应采用发泡剂检查设备、仪表、管件及其管道的连接处，不漏为合格。检漏用肥皂水的浓度要适当，太浓了在试压时有微小的漏洞就吹不起气泡，太稀了在试压时有大的或小的漏洞也吹不起气泡。当管道内的气压达到试验压力后
10、，稳压1h，用小毛刷蘸肥皂水涂刷每一个接口、焊缝部位进行检查。刷肥皂水时要认真仔细，每一个焊口应反复刷23次，有漏气点时就会把肥皂水吹起气泡来，当发现有漏气点，则要及时划出漏洞的准确位置，待全部焊口检查完毕后，将管内的压缩空气放掉，降至大气压力后方可进行漏洞的修补，修补完后重复上述步骤再进行试验，直到无漏气为止。为了防止可能遗漏漏气点，在稳压过程中要注意观察弹簧压力表的读数有无明显下降，若有明显下降，则说明还存在漏气点，应继续查找、修补、重新试验，直到合格。7.严密性试验合格后，应填写管道系统试验记录。（五）管道封闭管道经试压合格后，不立即进行投用时，应将管道系统封闭，封闭前后应进行认真检查，
11、并填写系统封闭记录。三、地下燃气管道的换气投产（一）换气投产前的准备 准备工作包括技术（安全）准备和组织准备 （1）了解换气投产管道的口径、长度、材料、输气压力，附属设备规格和数量。按照测绘图纸到现场逐一核对。核对内容主要为：阀门检查、聚水井检查、管道检查。 （2）置换方式 间接置换法 是指用不活泼的气体（一般用氮气）先将管内空气置换，然后再输入燃气置换。此工艺在置换过程中安全可靠，缺点是费用高昂、顺序繁多，一般很少采用。 直接置换法 是用相连的老管道的燃气输入新建管道直接置换管内空气。该工艺操作简便、迅速，在新建管道与老管道镶接连通后，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
12、气含量达到合格标准后便可正是投产。 （3）换气压力的确定 用燃气置换空气的最高压力宜小于5000Pao一般情况下，中压管道采用9.819.6kPa的压力置换，低压燃气管可直接用原有低压管道的燃气工作压力置换。 （4）放散管的数量、口径、放散点位置的确定 置换作业时应根据管线情况和现场条件确定放散点数量与位置，管道的末端必须设置放散点，以防“盲肠”管道内空气无法排放。管道起点段应安装压力表，放散时应有专人负责监控压力及取样检测。 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，则在放散管顶端装90活络弯管，根据放散时的风向旋转至安全方向放散。并在放散前通知邻近住宅的居
13、民将门窗关闭和杜绝火种。 放散管必须高出地面2m以上，放散管下端接装三通安装取样阀门。 放散孔的口径太小会增加换气时间，口径太大则给安装放散管带来困难。一般500以上管道采用75100毫米的放散孔；管径在300以下时，则根据其最大允许孔径钻孔，孔径一般应小于三分之一管径。（5）现场通讯器材的准备新建管道换气操作现场分散，而阀门开启、放散点的控制及现场安全措施落实均需协调 进行，各岗位操作有先后顺序和时间要求，仅仅依靠车辆或有线通讯效果差。因此在换气管道超过一公里长度时应配备无线电通讯设备，配若干部“对讲机”，事先调试，确定现场指挥和工作人员编号。（6）现场安全措施落实对邻近放散点居民、工厂单位
14、逐一宣传并现场检查，清除火种隐患。并安民告示，在换气时间内杜绝火种，关闭门窗，建立放散点周围20m以上的安全区。放散点上空有架空电缆线部位，应预先将放散管延伸避让。组织消防队伍，确定消防器材现场设置点。（7）换气现场组织由于换气投产中各项工作需同步协调进行，所以对较大的工程则应建立现场换气指挥班 子，由建设单位、施工单位和安全（消防）等部门参加，处理和协调换气过程中各类问题。换气投产是管道工程竣工拨交的“交换点”，而且在换气前后往往会暴露工程扫尾的各类问 题，需要施工和建设单位现场协调解决。因此施工单位必须组织一支精悍的技工队伍驻在 换气现场，排除故障，处理换气过程中出现各类技术和安全问题。（
15、8）管内“稳压”测试换气投产的管道虽然预先进行过“气密性试验”，但是到换气时己相隔一个阶段。在此 期间因各种因素造成已竣工管道损坏（如：土层沉陷或其它地下工程造成己敷设管道断裂 或接口松动），或者，管道上管塞被拆除（管道气密性试验完成后往往容易遗忘安装管塞）。由于管道分散，上述情况在管道通气之前是无法了解的，而在通气投产时再发现则相当被动。所以在换气投产前必须再进行一次短时间的系统试压，检验合格后方可转入换气。（二）换气投产的实施（1）根据方案规定的时间，换气工作人员和指挥人员提前进入现场，逐一检查放散管接装、放散区的安全措施，阀门和聚水井井梗阀门的启闭以及通讯、消防器材的配备等，它们必须符合
16、“方案”规定。各岗位人员就位。（2）由现场指挥部下达通气命令：开启气源阀门，同时开启放散管阀门，即进入放散阶段。（3）逐一开启排水器井梗阀门，待排清井内积水、燃气溢出后即关闭井梗阀门。（4）各放散点进入放散阶段。各放散点人员及时与指挥部联系，注意现场安全，当嗅到燃气臭味即可取样。（5）通气合格检验通气合格检验一般采用试样点火和测定气体含氧量的方法来判断。观察火焰，当火焰发黄无内焰时，即可确定燃气内己不含有空气，可以停止放散，关闭所有的放散点。如火焰发蓝，内外焰分明，燃烧声大，则应继续吹扫、放散，直至达到要求为止。采用测氧分析仪测定时，一般认为含氧量不大于0.2为合格。（6）换气的收尾工作。当各
17、放散管“取样”全部合格后，即可拆除放散管，将放散孔用管塞旋紧，并检查不得漏气。逐一检查排水器，确认阀门处于关闭状态。同时还应对通气管道作全面仔细的检查，是否有燃气泄漏，特别是要重点检查距离居民住宅较近的管道。3、 管道换气时间的估算试中 t一一达到合格标准所需换气时间，h； V一一需要换气的管道容积，m3 ； A一一放散孔的截面积，m2； K一一置换系数，一般取23； v一一通过放散孔的气流速度，m/s。试中 P一一管内气体压力，Pa； 一一管内燃气密度，kg/m3； n一一孔口系数，一般取0.50.7。4.换气投产的注意事项（1）换气投产之前施工部门应提供完整的管线测绘图，阀门、聚水井和特殊
18、施工的设备保养单及有关技术资料。换气投产后应及时办理拨交手续。（2）换气工作不宜选择在晚间和阴天进行。（3）在换气开始时，燃气的压力不能快速升高。特别对于大口径的中压管道，在开启阀门时应逐渐进行，边开启边观察压力变化情况。四、燃气管道及附件的运行与维护1地下燃气管道巡查应包括下列内容：（1）管道安全保护距离内不应有土壤塌陷、滑坡、下沉、人工取土、堆积垃圾或重物、管道裸露、种植深根植物及搭建建（构）筑物等；（2）管道沿线不应有燃气异味、水面冒泡、树草枯萎和积雪表面有黄斑等异常现象或燃气泄出声响等；（3）不应有因其他工程施工而造成管道损坏、管道悬空等，施工单位应向城镇燃气主管部门申请现场安全监护；
19、（4）不应有燃气管道附件丢失或损坏；（5）应定期向周围单位和住户询问有无异常情况。在巡查中发现问题，应及时上报并采取有效的处理措施。，2地下燃气管道检查应符合下列规定：（1）泄漏检查可采用仪器检测或地面钻孔检查，可沿管道方向或从管道附近的阀井、警井或地沟等地下构筑物检测；（2）对设有电保护装置的管道，应定期做测试检查：（3）运行中的管道第一次发现腐蚀漏气点后，应对该管道选点检查其防腐及腐蚀情况，针对实测情况制定运行、维护方案；管道使用20年后，应对其进行评估，确定继续使用年限，制定检测周期，并应加强巡视和泄漏检查。3阀门的运行、维护应符合下列规定：（1）应定期检查阀门，应无燃气泄漏、损坏等现象
20、，阀井应无积水、塌陷，无妨碍阀门操作的堆积物等；（2）阀门应定期进行启闭操作和维护保养； （3）无法启闭或关闭不严的阀门，应及时维修或更换。4排水器的运行、维护应符合下列规定： （1）排水器应定期排放积水，排放时不得空放燃气；在道路上作业时，应设作业标志；（2）排水器护盖、排水装置应定期检查，应无泄漏、腐蚀和堵塞，无妨碍排水作业的堆积物；（3）排水器排出的污水不得随地排放，并应收集处理。5补偿器接口应定期进行严密性检查及补偿量调整。五、燃气管网常见事故及处理（一）漏气 燃气管网运行管理的主要工作之一是检漏。由于漏气点在地下，加之燃气会到处流窜，无孔不入，给地下燃气管道的查漏工作带来很多困难。根
21、据燃气气味的浓度，初步确定出一个大致的漏气范围，通常可选用以下方法进行查找。 1钻孔查漏 沿着燃气管道的走向，在地面上每隔一定距离（一般隔26m）钻一个孔眼，用嗅觉或检漏仪进行检查。发现有漏气时，再加密孔眼辨别浓度判断出比较准确的漏气点，然后破土查找。对于铁路、道路下面的燃气管道，有的可通过检查井或检漏管检查是否漏气。 2挖深坑 在管道位置或接头位置上挖深坑，露出管道或接头，检查是否漏气。深坑的选择，应结合影响管道漏气的各种原因分析。深坑挖出后，即使没有找到漏气点，至少可以从坑内燃气味浓淡程度，大致确定出漏气点的方位，从而缩小查找范围。 3井室检查 在敷设燃气管道的道路下，可利用沿线下水井、上
22、水阀门井、电缆井、雨水井等井室或其它地下设施的各种护罩或井盖，用嗅觉来判断是否有漏气。 4观察植物生长 观察植物生长来检查漏气是一种经济有效的方法，因为经地下管道漏出的燃气扩散到 土壤中将引起树木及植物的枝叶变黄和枯干。 5利用凝水缸判断漏气地下燃气管道最低点设置的凝水缸，一般按照抽水周期有规律的抽水。若发现抽水量突然大幅度增多时，有可能燃气管道产生缝隙，地下水渗入了凝水缸。由此也可以预测到燃气的泄漏。6使用检漏工具检漏有一种比较简单的检漏工具如图所示，这种工具是利用两只相互连通的橡皮球，将球放入管内后打气加压，两球间就形成一个与两端隔绝的空间。如果这段空间管壁漏气，则空间内压力就下降，通入此
23、空间的小管将变化的压力传递至地面，这样一段段逐渐检查，就可确定漏气位置。这两个球的间距可以根据需要采用各种不同的长度，一般开始检查间隔长些，再逐渐缩短。7使用检漏仪器查漏各种类型的燃气指示器是根据燃气不同的物理化学性质设计制造的。有利用燃气与某种化学试剂接触时使试剂改变颜色的指示器，有利用燃气与空气具有不同扩散性质的扩散式指示器，也有利用燃气与空气对于红外线具有不同吸收能力的红外线检漏仪。此外，利用放射性同位素来检测漏气地点的方法也得到了应用。燃气管道检漏是输配管理的一项经常性工作，所以要使检漏工作制度化，确定巡查检漏的周期。巡查检漏的次数应根据管道的运行压力、管材、埋设年限、土质、地下水位、
24、道路的交通量、特殊构筑物的有无以及以往的漏气记录等全面考虑决定。巡查检漏工作应有专人负责常年坚持形成制度，除平时的巡查检漏外，每隔一定年限还应有重点的、彻底的检测。发现漏气后，首要的任务是限制事故的扩大。对于地面上的较高压力燃气的泄漏，可迅速关断燃气管网上下游阀门，以隔断漏气管段。而对于在交通量大的坚实路面下，其它地下管道又比较密集的街道中的燃气管道，寻找其漏气点和控制事故扩大较为困难。在这些地下管道中，有的可能是散布燃气的通道，燃气有时在离漏气点相当远的地方显露出来，冬季如土层冻结时，漏气难以排到地面，这就更难确定漏气的地点。燃气容易沿着排水管道散布，然后在意料不到的地方逸出。所以，对燃气管
25、道可能漏气的地点附近的排水管道及其水封进行仔细检查是非常重要的。处理地下泄漏点开挖作业时，抢修人员应根据管道敷设资料确定开挖点，并对周围建 （构）筑物进行检测和监测；当发现漏出的燃气已渗入周围建（构）筑物时，应及时疏散建（构）筑物内人员并清除聚积的燃气。作业点应根据介质成分设置燃气或一氧化碳浓度报警装置。当环境浓度在爆炸和中毒浓度范围以内时，必须强制通风，降低浓度后方可作业；此外，还应根据地质情况和开挖深度确定放散系数和支撑方式，并设专人监护。燃气设施泄漏的抢修宜在降低燃气压力或切断气源后进行。当泄漏处己发生燃烧时，应先采取措施控制火势后再降压或切断气源，严禁出现负压。当抢修中无法消除漏气现象
26、或不能切断气源时，应及时通知有关部门，并作好事故现场的安全防护工作。修复供气后，应进行复查，确认不存在不安全因素后，抢修人员方可撤离事故现场。 液化石油气泄漏抢修时，还应备有干粉灭火器等有效的消防器材。应根据现场情况采取有效方法消除泄漏，当泄出的液化石油气不易控制时，可用消防水枪喷冲稀释泄出的液化石油气。对于液化石油气泄漏区必须采取有效措施，防止液化石油气聚积在低洼处或其他地下设施内。 （二）堵塞 1积水 燃气中往往含有水蒸气，温度降低或压力升高，都会使其中的水蒸气凝结成水而流入集水坑或管道最低处，如果凝结水达到一定数量，而不及时抽除，就会堵塞管道。 低压管道中凝结水量较少，中高压管道中凝结水
27、较多。为了防止积水堵管，必须制订出严格的运行管理制度，定期排除集水井中的凝结水。每个集水井应建立位置卡片和抽水记录，将抽水日期和抽水量记录下来，作为确定抽水周期的重要依据，并且还可尽早发现地下水渗入等异常情况。 由高压、中压管道或贮气罐给低压管网供气时，低压管道内也有轻油、焦油等与凝结水一起凝结下来，应注意这种水的排放会造成污染，同时，如流散在道路上或流入排水系统，则散发出强烈的燃气臭味，容易误认为漏气，如排入灌溉水渠，则损害农作物。所以这种凝结水必须用槽车运至水处理厂排放。 集水井内如有铁屑、焦油等沉积物，会影响它的出水功能，应检查清除。 2袋水由于各种原因引起燃气管道发生不均匀沉降，冷凝水
28、就会积存在管道下沉的部分，形成袋水。寻找袋水的方法是先在燃气管道上钻孔，然后将橡胶球胆塞于钻孔的左侧，充气后，听钻孔左侧的管道是否有水波动的声音。如无水声，再将橡胶球胆塞在钻孔的右侧，听钻孔右侧的管道是否有水波动的声音。如有水声，可根据水声的远近，再钻一孔，反复试听，直到找出袋水的地点。找出后，或者校正管道坡度，或者增设集水井，以消除袋水。 3积萘 人工燃气中常含有一定量的萘蒸气，温度降低就凝成固体，附着在管道内壁使其流动断面减小或堵塞。 在寒冷季节，萘常积聚在管道弯曲部分或地下管道接出地面的分支管处。 要防止和消除积萘，首先要严格控制出厂燃气中萘的含量，符合有关标准的规定，可以从根本上解决管道中积萘的问题。 对城市输气管道，特别是出厂12km以内的管道，内壁常积有大量的萘，要定期进行清洗。可用喷雾法将加热的石油、挥发油或粗制混合二甲苯等喷入耸内，使萘溶解流入集水井，再由集水井排水。萘能被70的温水溶解，如果在清洗管段的两端予以隔断，灌入热水或水蒸气也可将萘除掉，但这种方法会使管道热胀冷缩，容易使接头松动。因此清洗之后，应作管道气密性试验。低压干管的积萘一般都是局部
