天然气钢管碰头的局部置换法
hntlaz
hntlaz Lv.5
2011年04月19日 11:19:34
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随着我国天然气主网的逐渐形成,愈来愈多的城市用燃气现在都以清洁,高效,环保的天然 气为主。随着天然气的逐渐应用,燃气用各种新型管材也如雨后春笋般蓬勃发展。故现在城市地下燃气管网的材质也呈现出多样性,有铸铁管、钢管、PE管、钢骨 架聚乙烯管等,但在城市地下管网中,中高压主网仍以钢管为主,我们知道,运行钢管若需进行断管碰头时,必须先进行惰性气体置换(一般用氮气),合格后方可 进行动火作业。在钢管上进行氮气置换是一项费时,费力,难以精确控制的工作。下简单介绍一实用的局部氮气置换方法,供商讨。

随着我国天然气主网的逐渐形成,愈来愈多的城市用燃气现在都以清洁,高效,环保的天然 气为主。随着天然气的逐渐应用,燃气用各种新型管材也如雨后春笋般蓬勃发展。故现在城市地下燃气管网的材质也呈现出多样性,有铸铁管、钢管、PE管、钢骨 架聚乙烯管等,但在城市地下管网中,中高压主网仍以钢管为主,我们知道,运行钢管若需进行断管碰头时,必须先进行惰性气体置换(一般用氮气),合格后方可 进行动火作业。在钢管上进行氮气置换是一项费时,费力,难以精确控制的工作。下简单介绍一实用的局部氮气置换方法,供商讨。
在天然气中高压管线上,一般2~3KM(有的甚至长达5KM)方有控制阀门,下以长3KM的DN300钢管两阀中间部分需断管碰头为例简单说明:(如下图示)

需要断管碰头的钢管为3PE螺旋焊管,设定直埋阀1—阀2间隔3Km。管内运行中压B级天然气。
通常情况下,首先须关闭阀1和阀2,通过放散口1、2将管网内天然气放散(一般采用点 火炬燃烧方式进行)。放散完成后,选择离碰头较近的放散口2进氮气,远端放散口1作为置换排放口,以2~3倍该段管网水容积的氮气量进行置换,在排放口检 测可燃气浓度低于天然气爆炸下限的20%(20LEL)方为置换合格,置换合格后可进行断管碰头施工,用该方法进行置换约需要使用氮气:
ΠR2×L×2=3.14×(0.15*0.15)×3000×2︽425(M3)
425立方氮气约折合市售氮气85瓶,要将85瓶氮气缓慢充入管网进行置换将耗费大量的人力和时间。工作中,我们逐步摸索出一种简易的局部置换法,仍以上DN300钢管碰头为例:

工作步骤:
首先仍然是关闭阀1和阀2,通过放散口1.2将管内天燃气放散,放散完成后(火炬点不着),在碰头开口处用电焊焊上一提前预制好的简易放散杆,如图示:

主管放散火炬熄灭后,管内仍有微正压,这时在管壁上用电焊开口、焊接放散杆是安全的, 但在管壁上用电焊开口、焊接放散杆时会引起余气燃烧,因此操作时须防烫伤。临时性放散杆安装完成以后,作为氮气置换的进气口,放散口1.2作为放散口进行 置换。通过排架缓慢注入氮气,控制流速(气瓶减压阀出口压力尽量调低)让氮气在管内形成与天然气隔离的氮气层而缓慢向前移动,推动天然气层向放散口流动而 排出。若较近的放散口2(距离200米以上)经检测合格,即可认为管网置换合格。若放散口1.2皆离碰头处较远(500米以上),则一般注入15~20瓶 氮气即可开始动火施工,动火作业时放散口1.2需开启,防止阀1.2微内漏和气体受热膨胀。
15~20瓶氮气在DN300钢管内可形成大约1000 米左右的氮气层,可保证在动火作业时间内施工区的安全。断管后,临时放散口可随断管取下再利用。若主管上需加装放散口以便以后管网放散、置换,可将加装的放散口略偏离碰头处,碰头工程完成后,可留用。
在实际工作中,我们采用以上加装临时进气口进行局部氮气置换,按碰头处两侧主管各形成500 米长氮气层计算进氮气量来进行置换的方法,安全完成了多起各种规格钢管的碰头置换工作。
该方法有以下优点:
①节约大量的氮气、人工等,减少停气时间。
②碰头完成后需要用天然气置换的氮气量少,节约天然气。
③操作灵活,受管网局限性小。
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