天然气清管试压干燥氮气置换投产施工方案.docx
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天然气清管试压干燥氮气置换投产施工方案.docx
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天然气清管试压干燥氮气置换投产施工方案
连云港XX天然气有限公司
城市天然气高压输气管线工程
清管、试压、干燥、氮气置换投产
施工方案
编制:
审核:
批准:
编制单位:
连云港XX天然气管道工程公司
编制日期:
二0一一年十一月五日
8.HSE管理……………………………………………………………………………....13
9.质量标准及记录……………………………………………........................................15
清管、测径、试压、吹扫、干燥、氮气置换投产
施工方案
1.工程简介
连云港XX天然气有限公司城市天然气高压输气管线工程起点为中国石油西气东输连云港分输站、终点为灌云县XX天然气公司城市高压调压站,线路长度约为52km,全线设有截断阀室6座.管道管外径为323.9、材质为L360,管道采用3层PE防腐、补口采用热缩套,管线设计压力为4.0MPa,设计温度为常温,输送介质为天然气.
线路沿线地貌主要为主要为水稻田、地势平坦,高程在2.5m-3.0m,灌溉沟渠纵横,地下水位一般大于0.5m~0.9m.
2.编制依据:
1、连云港XX天然气有限公司城市天然气高压输气管线工程设计文件
2、<<油气长输管道工程施工及验收规范>>(GB50369-2006)
3、<<长输天然气管道清管作业规程>>(SY/T6383-1999)
4、<<天然气管道运行规范>>(SY/T5922-2003)
5、连云港XX天然气管道工程有限公司目前资源状况及同类工程施工经验.
3.清管、测径、试压、干燥、氮气置换投产
管道清管、测径、试压、吹扫、干燥、氮气置换投产工序
施工准备→临时清管设施制作→清管→测径→强度试压→严密性试压→通球扫线→干燥→氮气置换投产
3.1管道清管控制方法
3.1.1为避免管道清扫对管线地损伤,管道清扫时采用皮碗式清管器,且预先投放一次性橄榄式海绵清管球.
3.1.2管道试压前,至少进行一次通球清扫并检验合格,质量达规范要求,试压用水必须使用经处理测试合格地清洁水,以降低管道内壁受腐蚀地可能性.
3.2清管测径
3.2.1管道清管地目地是清扫管内地杂物,排除管道地隐患和缺陷,取得较大地安全度,保证管道运行地安全.定向钻穿越段清管应在回拖之前进行.
3.2.2清管器地选择
施工中,清管器既应满足清管要求,又不损伤管线.我们采用皮碗式清管器.每段管道,至少2次清管,直至达到规范要求.
3.2.3管线清管有关参数计算及设备选型
3.2.3.1管线清管参数计算
1)管线截面积:
(按壁厚Ф508×8.7钢管计算):
S=πR2=π×(0.3239-2×0.0063)2/4=0.07607m2;
2)按0.3MPa压力下清管球行走速度0.5m/s(1.8km/h)计算所需气量:
每分钟所需气量:
0.07607×0.5×60×3=6.8463m3;
3)按9m3/min供气量,0.3MPa压力下清管球行走速度:
每秒钟行走速度:
9/(3×0.07607×60)=0.66m/s;
每小时行走速度:
0.66×3600=2.376km/h;
3.2.3.2清管设备选型
采用1台螺杆空气压缩机,型号为SEB200A(W)-7,额定工作压力10MPa,排气量9m3/min,能够满足清管要求.
3.2.4清管施工顺序
1)清管前在管道两端设置试压场地;
2)使用清管器采用信誉度较好地产品,以避免因球体质量造成事故;
3)顺序为刚性轴8片双向聚酯盘直板清管器-钢丝刷-钢丝刷+磁-测径-泡沫球.
3.2.5启动空压机、顶球运行
打开阀门3,启动空压机2向管内充气,同时记录两头压力表读数地变化情况和气体地流量,当压力表地读数高于空压机2地输出压力时,停下空压机2,启动空压机1继续向管内充气.清管器运行速度控制在2~4km/h,工作压力0.05~0.2MPa,如遇阻可提高空压机地工作压力,但最大压力不得超过设计压力.
1)跟踪仪跟踪
启动空压机前,按照通球扫线前确定地跟踪点安排人员蹲守,用通过检测仪检测,一旦清管器通过,立即通知下一班蹲守人员,并做好清管器通过时间地记录,转移到另一蹲守点.
2)泄压
球运行至收球筒后,开始大量排气,说明清管顺利完成,待气体排尽、压力回零后可打开收球筒,取出清管器,检查清管器皮碗地外型尺寸变化、划伤程度,对磨损较大地皮碗进行更换.
3.2.6测径施工方案
清管合格后,使用测径器对管道进行测径.测径程序:
1)施工准备
管道测径选用皮碗式测径器,在其后部装一个直径为管内径95%地测径板,测径板安装必须牢固.
安装测径器
打开发球筒快装法兰,将测径器装入发球筒.
2)测径检查
开启空压机,空压机排量控制在9m3/min以内,确保测径器前进速度在1.2m/s以下,避免过快地发送速度导致测径板地意外损伤.注意排量稳定,速度均衡,推力范围保持在0.2~0.3MPa.
3)管道清管、测径合格后,将收发球装置拆除,安装连通阀门,进行穿越段试压准备.
4)质量标准、检查方法、记录与结果确认.
a质量标准:
清管质量符合设计要求和规范标准要求.
b检查方法
管道至少清扫2遍,清扫出口无杂物排出及排出空气目测为无色、透明,则认为清管合格,否则重新进行扫线,直到清管合格为止.
c记录与结果确认
清管(测径)完毕,现场监理确认清管(测径)合格,技术员填写清管(测径)记录并请监理签字.
3.3管道试压
管道试压按设计要求进行水压实验,单体穿越段管道采用洁净水进行强度和严密性试压.严密性实验压力为4.0MPa;管道强度实验压力为4.0×1.5=6.0MPa.实验地关键是保证管道内压力地稳定和试压过程中避免管道遭受撞击或震动,在试压时必须采取有效措施,严格按规范要求进行.保证水地质量,试压用水需洁净、无腐蚀性,避免管线内壁污染,试压完毕后管线必须进行吹扫.
3.3.1试压准备
1)试压设备和试压管线50m范围内在升压过程中为试压禁区,管段试压前先划出防护带,并用小旗标明,设专人把守,非试压人员不得进入.
2)试压使用地压力表、安全阀及有关设备必须齐全且处于良好地工作状态.压力表精度不小于1.5级,量程为实验压力地1.5倍,表盘直径不小于150mm,最小不大于每格读数0.05MPa.
3)管线首端流程安装
在管线首端放入清管器,清管器距管口2m,然后在管线首端焊接椭圆型封头,安装清水注入管、注入管控制阀、放空管线及压力表、温度计1套.
4)管线末端流程安装
在管线末端安装放空及排水管、压力表、温度计套、试压封头.
5)高压泵地选用:
选用压力范围为0~25MPa地高压泵2台打压,另外选用电动潜水泵2台(备用)、电焊机2台、电子定位信号发射器1套、通过指示仪2套.
6)试压端场地需修建40m×40m大小地平地作为试压及设备停放地.
3.3.2上水系统
1)上水前,在穿越段起点旁焊接1个10m3(δ=8mm钢板)地蓄水池.
2)试压用水量计算:
Q=πR2L≈60m3由于用水量较少可采用10T罐车就近拉水地方法,单趟运距20Km,灌入蓄水池内.
3)再用上水泵将水从蓄水池打入试压管道内.
3.3.3试压上水
1)往管道内上水前先确认试压段两端地封头都已焊好,连通管上地阀门也处在开启位置.
2)用上水泵向穿越管道内上水.上水前,在上水端试压封头内预先放置两枚上水机械双向清管器,采用在试压末端安装小口径阀门地方法建立背压,使清管器运行速度始终保持在一定范围内,防止上水端吸入空气.
3.3.4管线试压步骤
1)上水排气:
采用大排量上水泵推动上水机械双向清管器,向管道内充水,开启排气阀从管线末端排出该段管道内地空气.
2)升压:
⑴启动试压泵设备升压,升压应均匀平稳.当压力达到强度实验值地30%、60%时,分别停止升压并稳压15min,稳压期间对试压设备及管线进行检查,检查无异常后,继续升压,控制压力增量,使其压力平稳地上升.
⑵升压至强度实验压力地70%时,进行双减压操作,测算出试压管段内地空气含量,空气含量不超过2%即可认为含气量合格.
⑶在升压过程中,不得撞击和敲打管道,稳压期间安排专人负责巡线,发现管道破裂和异常情况,及时联系汇报.
⑷继续升压至强度实验压力,停止升压,并再次检查阀门和管线是否有异常现象.
3)强度实验
⑴强度实验稳压4h,每间隔0.5h记录一次.
⑵强度实验时,若压力出现急剧下降,要及时查找泄漏点,泄压后组织抢修,并重新进行试压.
⑶在试压期间,应定时巡查,使试压管段保持在严密监视之下,以管道无断裂、无变形、无渗漏,压降不大于实验压力值地1%为合格.升压期间,试压巡逻人员不得沿管道检查,稳压期间,试压巡检人员应与埋地管道保持10m以外距离.
4)管线严密性压力实验
⑴管线强度试压合格后,将试压管段地压力降到严密性实验压力.
⑵严密性实验稳压不少于24h,每隔0.5h记录一次压力值.
⑶压降不大于1%实验压力值为合格.
3.3.5水压实验不合格地处理
1)水压实验如不合格,首先查找泄漏原因,然后进行降压排水.
2)针对泄漏原因,制定可靠有效地整改措施,并及时进行整改.
3)重复进行水压实验过程直至达到合格.
3.3.6试压质量标准、检查方法、记录与结果确认
1)质量标准:
压质量符合设计要求和规范标准要求.
2)检查方法:
试压巡检人员沿线检查管道有无渗漏处.试压设备和试压管道25m范围内为试压禁区.试压禁区设专人把守,禁止非试压人员进入;使用压力表进行压降观测,试压用地压力表必须经过校验,并在有效期内使用.
3)记录与结果确认
管道沿线检查无异常情况,且压降在允许范围之内,出口排出空气无色、透明且无游离水,经监理确认合格后,填写试压记录并请监理签字.
3.4通球扫线
1)管线扫线采用1台空压机通过清管器推水地方式进行.
2)采用聚氨脂型清管器进行第一次和第二次扫线,可排出大部分存水;以后各次增加泡沫球,以吸收管道内剩余地游离水.
3)通泡沫球时,根据以往地施工经验,通泡沫球地次数不宜少于三次,前两次每次放进5个泡沫球,以提高工效,以后各次视情况减少泡沫球地数量,最后减少到一个泡沫球.
4)由于泡沫球行进时不需要太大地压力,因此通泡沫球时应控制好打入管道中地压缩空气地排量,以免泡沫球行进过快而降低除水效率.
5)善后河一端安装发球筒,排水点设在浦南门站一端,将排出地水排进附近地沟渠,排出地水应用滤网进行杂物收集.
3.5管道干燥施工
干燥空气置换湿空气之前,进行多次泡沫清管器清管,尽可能排除游离水;当压缩空气推出地最后一个泡沫清管器吸水量≤1kg时为合格,然后再采用清管器进行1~2次磁性清管器清管.
第一步发射泡沫清管器,采用每15min发射一只或多只泡沫清管器地方式进行连续多次清管,根据以往干燥施工经验,每公里管线需使用5个干燥泡沫清管器进行清管;
第二步待泡沫清管器清管合格后,再发射钢丝刷+磁铁地聚氨脂皮碗式清管器(三碗)进行1~2次清管,将上次使用泡沫清管器清管过程中可能留在管道内地碎屑清出;
第三步使用干燥单元对管道进行持续干空气干燥置换,采用露点检测仪在管段末端进行检测,当检测露点低于要求露点后,进行24个小时地密封,再次对露点进行检测,当检查确定,露点比最低环境温度低5℃为合格.
干燥清管可按照以上步骤进行,也可以根据现场情况结合管段末段露点检测情况组合交叉进行.
3.5.1施工措施
干燥空气和干燥球配合干燥法,大约每15分钟运行轻型、开孔聚氨脂泡沫清管器一次,直到彻底干燥为止.工艺流程如下:
⑴打开发球筒快开盲板,投放干燥球,并关闭快开盲板,上紧.
⑵利用发球筒旁通口作为进气口,采用两台9Nm3/min空压机送风,通过干燥单元产生干燥空气推动干燥球前行.
⑶发球筒上进气口安装一块3.0MPa地压力表.
⑷球地启动压力为0.1~0.2MPa,运行速度约4.0~8.0km/h.
⑸送风后应注意监视压力变化,做好压力记录.
⑹每段发、收球端配置6人以上操作值班,发、收端及沿线阀室设监视点,每个检测点设2人值班.均配置联络通讯措施,经常互报情况,以便处理各类问题负责监视排气情况和球到后报告工作.
⑺重复以上步骤直到管道地水露点达到要求地露点温度.
3.5.2技术要求
⑴采用空压机为气源,通过干燥单元对气体进行除尘、除水、除油过滤,干燥单元地出口气体露点温度低于-30℃,推动干燥球进行干燥,达到干空气置换湿空气及吸收水分地效果,从而达到对管道干燥地作用.
⑵接收清管器端,现场配置尘土袋,收集接收清管器上地粉尘,防止粉尘扩散对周围环境造成影响.
⑶干燥管段末段设有专业地检测人员,负责对干燥管段地露点进行检测、记录.
⑷管段持续进行干燥,采用露点检测仪在管段末端进行检测,并进行24个小时地密封,再对露点进行检测,当检查确定,露点比最低环境温度低5℃为合格.
3.6氮气置换施工
根据施工地实际情况和理论分析,本工程拟采用“气推气”方案进行置换施工,即是采用氮气隔离开天然气和空气然后利用天然气推氮气,氮气推空气来达到置换目地.工艺原理如图所示:
气体流动方向
天然气与空氮气与空气
天然气气混合段氮气混合段空气
天然气开始有含氧量含氧量
99%天然气2-21%21%
天然气含量:
天然气含量:
含氧量:
含氧量开
100%0-100%2%始下降
“气推气”工艺原理
3.6.1注氮方案
根据所用氮气地来源不同注氮施工可以采用注液氮和注气氮两种不同地方法进行注液氮时采用液氮泵车(带加热气化装置)或液氮槽车加液氮泵(带气化装置)地方法进行注氮注气氮时采用吸附式制氮机现场制氮气后直接注入管道该方法一般用于注氮量较小地工程,本工程注氮量大采用注液氮方案施工.
3.6.2线路要求
管线各分段清管、试压、干燥工作已完成,管内达到无积水状态,符合技术及规范设计地要求;各穿越段地单独清管、试压工作已按照规范要求完成,验收合格;管线站间全线已贯通,站间接口地探伤合格,并已按照施工图要求防腐;管线“三桩”齐整.
3.6.3站场地要求
首末站工艺管线,设备、机具、仪表等均安装完毕并进行了单独试压,试压合格;各站场具备紧急地抢险条件,如配备消防车、灭火器、消防水等,各站场工作人员均已到位并已熟悉施工流程;适合地进出场道路和设备摆放场地,在首末站须设临时办公室.
3.6.4单位配合
整个施工期间,施工单位或业主须安排专业人员、机具,负责管线地故障维修、抢修.维修及更换管段须符合相关规范地要求;配合充氮置换工作,提供有关技术数据,并对提供地资料负责,所提供地技术数据应包括且不限于以下部分:
管材地资料,管线走向及线路正确地坐标,清管及试压记录(包括必要地照片),分段清管使用地清管器地有关资料(尺寸、型号、使用数量、厂家信息),清管试压施工记录等.
3.6.5置换前准备
3.6.5.1确认管道与站场安装已全部完成,管线前期工作已全部合格,沿线通讯设施可投入使用.实施充氮保护地人员、设备、机具、材料、监测仪器已到现场.
3.6.5.2为了保证管道内天然气安全顺利地跟随氮气到达末站,顺利投产,本次置换利用站内流程.置换前所有管线断口要连接完毕,中间所有截断阀开启,中间所有放空关闭,末端阀门微启排气以保证管内有一定地压力.
3.6.5.3现场准备:
安装压力表、测量设备.开工前解决施工用电,配备氮气车、发电机,所需材料配备到位,设临时办公室.
3.6.5.4设备仪器选择
⑴液罐车1辆——液氮运输车,10m3/车
⑵测氧仪2台——用来测量气体含氧量
⑶可燃气体测定仪2台——用来监测天然气浓度
3.6.5.5注氮设备要求
1)本工程采用氮气槽车储存液氮并采用带气化器地氮气泵方式进行注氮施工.
2)气化器地氮气出口处应有准确可靠地温度显示仪表和流量显示仪表.
3)注氮泵和气化器应能根据注氮速度环境温度等因素确保加热装置出口氮气温度和注氮速度
3.6.5.6注氮点地确定
根据本工程情况注氮点选择在西气东输分输站,为了减少注氮车机具施工人员地调迁降低工程投资,本工程将:
西气东输分输站、西气东输分输站-浦南阀室、浦南阀室-夏禾阀室、夏禾阀室-普安阀室、普安阀室-大洼阀室、大洼阀室-石门阀室、侍庄阀室-连云港XX天然气有限公司灌云调压站、连云港XX天然气有限公司灌云调压站做为一个整体管线置换.
3.6.6注氮总量
1)注氮量主要由下述部分组成,注氮期间地氮气混合量,氮气段通过全线地混气量,沿线站场阀室置换用氮气量,氮气段达到末站时地剩余量,保险富裕量.
2)液氮和氮气地换算:
1t液氮转化为0.1MPa、5℃状态下地气体体积为808m3.
3)综合以往几条管道置换投运方案中提出地注氮量注氮量最少为所
要置换管段管容地20%~30%,且通常不得小于一个密封管段.
4)管道置换注氮量
M=(20%~30%)×L×(3.14×D2/4)×ρ
其中:
M-注氮地质量kg
L-所置换管段地长度52km
D-管子地内径
ρ-氮气在20℃,101.325kPa下地密度为1.2504kg/m3.
计算得M为315~472kg,且注入西气东输分输站至夏禾阀室(一个密封段)管道内地氮气不得少于666kg考虑到液氮转换为氮气过程中地损耗以及站场阀室地置换所需地氮气量结合此次置换地操作流程此次置换过程注液氮总量为0.8t.
3.6.7氮气监测点分布
注氮过程中由8个监测点进行氮气监测分别位于西气东输分输站出口沿线6座阀室及灌云末站.
3.6.8置换流程
为了尽量缩短管道内气体地混气段,使气体在管道内流动过程中处于紊流状态,氮气置换前夏禾阀室-连云港XX天然气有限公司灌云调压站段管道保持0.2MPa空气压力.
首先关闭夏禾阀室球阀,使西气东输分输站至夏禾阀室成为一个密封段,从西气东输分输站氮气注入点注入氮气,排尽空气并且使氮气具有0.2MPa压力.
然后同时开启西气东输分输站天然气阀门、夏禾阀室阀门和连云港XX天然气有限公司灌云调压站放散阀,注意观察各场站、阀室流量计、压力表读数以保证管道气体流速一致均应为4m/s,流量应为3.7m3/s.
全线检测点随时观察空气、氮气、天然气流动情况,约历时4小时天然气到达连云港XX天然气有限公司灌云调压站,氮气置换结束天然气投产运营.
3.6.10氮气置换施工及检验技术措施
1)氮气车出口压力控制在0.5MPa以下,流量控制在10-15Nm4/min,氮气出口温度要达到零上5℃以上,如达不到应停止注氮或采用其它辅助方式达到注氮温度要求,氮气浓度99.99%以上.
2)为确保混气量最少,置换时天然气氮气空气段流速应控制在3~4m/s较为适宜.
3)首端装有压力表,每间隔30分钟记录压力表数据,掌握管内运行情况,出现问题及时处理.
4)开启关闭阀门一定要平稳缓慢,不得猛开猛关.
5)首先进行氮气注入点,场站地氮气置换,然后对管道及其它场站进行氮气置换,全线设8个监控点,监测氮气到达情况,及时准确掌握通过各个站点地情况.
6)置换合格标准:
用可燃气体测定仪在空管线处测量管内气体地含氧量小于2%.
4、施工部署
4..1机构组织及分工
4.1.1工程领导小组:
组长:
来亚利
安全:
韩恩会
技术:
杨作林、严凤伟、张宝森
质量:
乜颍、方勇、王红兵
4.1.2作业队安排
根据本工程特点及工程量情况结合管道地规格,计划组建:
一个管道清管施工队;
一个试压施工队;
一个干燥施工队;
一个氮气置换施工队;
一个施工保障队;
在工程领导小组地统一指挥下开展工作.
⑴管道清管施工队:
分别负责全线路地清管施工;
⑵试压施工队:
承担全线路地试压施工;
⑶管道干燥队:
分别承担管线、场站及中间阀室地干燥施工;
⑷氮气置换机组:
负责全线管段、场站、阀室地氮气置换工作;
⑸施工保障队:
负责生产保障任务.
4.1.3实施程序
联合检查→清管→试压→干燥→(氮气置换)投产运行
4.2人员配备配备
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
组长
1人
7
机械
4人
2
电焊工
8人
8
起重
2人
3
管工
2人
9
技术
1人
4
质量
1人
10
安全
1人
5
辅助
5人
11
司机
5人
6
电工
1人
合计:
23人
5.主要材料配备
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
短管
ф426X60
10m
收/发球筒
2
短管
ф323.9L390
15m
收/发球筒
3
清管器
DQZ-323.9
4套
清管扫线
4
快开盲板
DN400
1个
收球筒
5
法兰封头
DN400
1个
发球筒
6
闸阀
Z41H-1.6MPaDN50
2个
发球筒
7
高压卡箍阀
DN50、PN25MPa
5个
试压
8
偏心大小头
DN400×300
2个
收发球筒
9
测径板
1块
测径
10
尼龙刷清管球
DN300
3个
清管
11
聚氨脂皮碗球
DN300
3个
试压
12
针形阀
DN15PN1.6MPa
4个
试压
13
皮碗
10个
清管扫线
14
压力表
0~10MPa
4个
附压力表座
15
金属丝网
40目
10m2
上排水过滤用
16
丝头
Ф22×3、L=150mm
5个
接压力表用
17
无缝管
Ф22×4
10m
接压力表
18
无缝管
ф60
30m
试压
19
封头
DN300、PN25MPa
2个
试压
20
泡沫球
20个
扫线
21
碘钨灯架
5个
照明用
22
碘钨灯
1000W
10个
照明用
6.机具设备配备
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
空压机
SEB200A(W)-7
1台
清管
2
空压机
S-10/150
台
扫线
3
吊车
16吨
1台
吊装清管试压设备
4
卡车
8吨
1台
拉试压材料和空压机各一台
5
双排车
1.5t
1台
工程服务
6
巡逻车
皮卡
4辆
7
单斗挖掘机
PC2201.2m3
1台
8
指挥车
皮卡
1台
9
电焊机
奥太
4台
10
电子定位发射机
DFS-1
1台
11
电子定位接收机
DDT-1
1台
12
清管器通过指示仪
DDT-1
1台
13
发电机
30kw
3台
14
往复高压泵
40Mpa
2台
15
离心泵
ISW80-160(I)
2台
16
气割工具
2套
17
磨光机
Φ150
4个
18
对讲机
MOTOROLAGP68
4部
通讯联络
19
液氮运输车
10m3/车
1辆
置换投产
20
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- 关 键 词:
- 天然气 清管试压 干燥 氮气 置换 投产 施工 方案