管道、站場空氣置換技術及安全要求課件

管道、站場空氣置換技術及安全要求：E-mail:主要內容標準規(guī)范的要求天然氣管道置換要求天然氣管道置換工序天然氣管道置換的安全案例：中石油西南油氣田分公司仁壽縣富加輸氣站輸氣管線“1.20”泄漏爆炸事故（一）輸氣站基本情況：富加輸氣站位于四川省眉山市仁壽縣富加鎮(zhèn)，始建于1975年，設計日輸氣量950萬立方米，設計壓力3.92MPa，1976年正式投入運行。事故發(fā)生時日輸氣量26萬立方米，輸氣壓力1.0MPa。案例：“1.20”輸氣站輸氣管線泄漏爆炸事故

（二）事故發(fā)生及搶險經(jīng)過：1月20日10時30分，施工單位完成φ720管道碰口后的空氣置換作業(yè)，開始緩慢升壓，11時40分壓力緩慢升至1.07Mpa，并恢復正常流程。12時17分，φ720輸氣管線泄漏的天然氣攜帶硫化亞鐵粉末從裂縫中噴射出來遇空氣氧化自燃，引發(fā)泄漏天然氣管外爆炸，因管外爆炸后的猛烈燃燒，又引起兩次劇烈的管內爆炸。事故發(fā)生后，輸氣調度部門立即通知相關單位關斷干線截斷球閥并進行放空，13時30分，事故現(xiàn)場大火撲滅。案例：“1.20”輸氣站輸氣管線泄漏爆炸事故

（三）事故原因。直接原因：φ720管材螺旋焊縫存在焊接缺陷，在一定內壓作用下管道出現(xiàn)裂紋，導致天然氣大量泄漏，泄漏的天然氣攜帶硫化亞鐵粉末從裂縫中噴射出來遇空氣氧化自燃，引發(fā)天然氣管外爆炸，因管外爆炸后的猛烈燃燒，又引起兩次劇烈的管內爆炸。案例：“1.20”輸氣站輸氣管線泄漏爆炸事故

主要原因及教訓：一、管道運行時間長，管材疲勞受損，且90年代流向調配、管道壓力頻繁變化，加劇了管道局部產生金屬疲勞；二、管道建設時期，防腐工藝落后，且長時間輸送低含硫濕氣，導致管內腐蝕，并伴有硫化亞鐵產生；案例：“1.20”輸氣站輸氣管線泄漏爆炸事故

一、標準規(guī)范的要求管道內空氣的置換應在強度試壓、嚴密性試驗、吹掃清管、干燥合格后進行。管道內空氣應采用氮氣或其他無腐蝕、無毒害性的惰性氣體作為隔離介質。置換過程中不同氣體間界面宜采用隔離球或清管器隔離。置換空氣時，氮氣或惰性氣體的隔離長度應保證到達置換管線末端空氣與天然氣不混合。置換過程中管道內氣流速度不應大于5m/s。《天然氣管道運行規(guī)范》（SY/T5922-2003）二、天然氣管道置換要求1、管道投產常用的置換方案：確定天然氣管道置換方案主要包括是否采用惰性氣體（氮氣）隔離置換和是否采用清管器隔離器置換兩個問題。有四種置換方案：（1）無清管器無氮氣（天然氣—空氣）；（2）有清管器無氮氣（天然氣—清管器—空氣）；（3）無清管器有氮氣（天然氣—氮氣—空氣）；（4）有清管器有氮氣（天然氣—清管器—氮氣—清管器—空氣）二、天然氣管道置換要求3、清管器隔離置換：在氣體界面間加清管器固體隔離介質來進一步阻隔氣體間的混合。國外大部分天然氣管道采用“氣推氣”方式進行置換。國內較早管線采用有隔離器方案，以減少混氣。但從投產實踐中得知：沒有采用清管器隔離的混氣段比采用二個隔離清管器要短。（澀寧蘭、西氣東輸、忠武）。二、天然氣管道置換要求4、“氣推氣”置換方案工藝原理：三、天然氣管道置換工序1、注氮與封存（1）注氮方案的確定

氮氣置換可以采用注液氮和注氣氮二種方法。注液氮時采用液氮泵車（帶加熱氣化裝置）或液氮槽車加液氮泵（帶氣化裝置）的方法進行注氮。用于較多氮氣的加注。注氣氮采用吸附式制氮機現(xiàn)場制取氮氣后直接注入管道貌岸然，一般用于氮氣耗量較小的工程。三、天然氣管道置換工序（2）注氮流程

三、天然氣管道置換工序（3）注氮工藝注氮封存工藝就是把管道置換所需的氮氣全部注入首站與某個截斷閥室之間的管段，然后進行氮氣置換與天然氣置換工藝。注氮時要打開該截斷閥室的放空閥，在閥室上游壓力表處每3min檢測一次含氧量，時間間隔逐漸縮短。當檢測到氮氣一空氣混氣段氣頭時，記錄時間，繼續(xù)檢測。當含氧量降至2％時，關閉放空閥，氮氣和空氣的混合氣體已全部放空，注氮工作完成。

三、天然氣管道置換工序

（5）注氮總量注氮量主要由注氮期間的氮氣混合量、氮氣段通過全線的混氣量和沿線場站、閥室轉換用的氮氣量、富裕量等組成。氮氣按一個標準大氣壓、5℃的狀態(tài)計算，1噸液氮轉化成標準大氣壓、5℃狀態(tài)下的氣體體積為808方。管道注氮總量確定

三、天然氣管道置換工序

（6）注氮作業(yè)前準備工作

①對注氮現(xiàn)場及周邊環(huán)境進行考察，防止置換時氮氣排放造成人員窒息和其它財產損失。對液氮生產廠家、生產能力、庫存量進行調研，做好儲備；對液氮加熱泵車和運輸車進行調研，做好緊急情況下的調用。三、天然氣管道置換工序

②修建進場道路，場地的三通一平。③安排注氮車及其它設施的停放位置，現(xiàn)場測量所需與之配套的注氮連接管線的長度，提前加工制作好注氮接頭。④液氮生產地點和加熱泵車所在單位至注氮地點的道路情況調查，同時選好備用路線。三、天然氣管道置換工序③注氮車加熱裝置氮氣出口溫度范圍為5~25℃（注意：氮氣出口溫度不得低于5℃)。根據(jù)注氮速度、環(huán)境溫度等因素確定加熱裝置選型和供熱能力備用系數(shù)等，確保加熱裝置出口氮氣溫度。④在保證注氮溫度的同時，注氮速度應不低于3.0t液氮／小時，注氮時如果注氮溫度和注氮流量不能同時滿足要求時，必須優(yōu)先保證注氮溫度。⑤液氮純度在99.95％以上，且其腐蝕性組分符合要求。三、天然氣管道置換工序（7）對注氮車的技術要求：

①注氮車蒸發(fā)器出口必須采用加熱裝置對氮氣進行加熱。②注氮車加熱裝置氮氣出口處應有準確、可靠的溫度顯示儀表和流量顯示儀表。三、天然氣管道置換工序2、氮氣置換與天然氣置換

從氣源向管道注入天然氣，在氣源壓力作用下天然氣推動氮氣、氮氣推動空氣沿管道不斷前進。在沿管線各個放氣點不斷放出空氣，不斷檢測各放氣點的含氧量，判斷氮氣與空氣界面的位置。當含氧量降至2％時，關閉放氣閥，該監(jiān)測點以前管道的氮氣置換工作完成。各工藝站場上游管道內氮氣置換完畢后，進行該站場、截斷閥室內的各支管和閥門儀表的氮氣置換工作。管道中氮氣的排放可以在管道終點集中排放，也可以選擇管道終點前幾個閥室的放空點分別排放，目的是減少管道終端接收站的集中污染問題。管道終端接收站的氮氣置換與天然氣置換工藝與中間站相同。管道終端接收站天然氣置換完畢后，管道即可投入正常運行，置換過程結束。三、天然氣管道置換工序3、有隔離器時置換用氮氣推清管器進入管線，形成一定長度的氮氣段后，再由天然氣推清管器進入管線。最后管線中形成壓縮空氣段、氮氣段及天然氣段，沿管線不斷前進，完成整個管線的置換置換過程。置換過程中站場的置換程序與無隔離球時的置換程序相同。三、天然氣管道置換工序置換過程中，可能出現(xiàn)泄漏或爆管，使天然氣大量外泄等事故。故必須制定可行的天然氣置換空氣的方案，和一旦發(fā)生事故所采取的處理措施，指揮和操作人員都必須嚴格執(zhí)行置換方案中各項安全措施。由于參加置換工作的部門多，人員多，必須加強組織領導，合理分工，密切協(xié)作，做好各項準備工作，抓好安全教育，落實安全措施，才能保證置換試運順利進行。四、天然氣管道置換的安全

1、置換前的準備工作(1)制定各項安全規(guī)章制度。如各工種的以崗位責任制為中心的生產制度、安全操作規(guī)程、安全檢查路線圖、設備保養(yǎng)、維護規(guī)程等。(2）對管道操作員工進行培訓，要做到各工種的操作人員熟悉本崗位的工藝流程、操作規(guī)程、安全規(guī)定及異常事故處理操作方法等。培訓后應進行考核，合格者方能上崗操作。(3）工程全面完工后，要組織質量檢查驗收。各站場管網(wǎng)、站間管道要清掃，保持暢通；各種設備、儀器儀表安裝完畢后要調試合格；全線通信要暢通。四、天然氣管道置換的安全（4）置換領導小組及各專業(yè)組的人員要落實，職責分工應明確，保證各部門能在統(tǒng)一指揮下，緊密配合、協(xié)同一致地工作。(5)氣源要落實，能滿足置換階段的用氣量。配備化驗人員及化驗分析儀器，定時對氣質進行分析，以保證天然氣質量達到管道輸送的氣質要求。(6)組織好搶修隊伍，配備好搶修用的車輛、器材、救護設備、足夠的消防器材。(7）制定切合實際情況的置換試運方案，報經(jīng)上級批準后，應向廣大職工反復交底。四、天然氣管道置換的安全

2、置換試運的安全措施（1)高度重視并認真做好置換前的各項準備工作，為安全置換一次成功奠定基礎。(2）對職工及沿線群眾進行安全宣傳和教育：四、天然氣管道置換的安全①要求參加置換的職工做到熟悉各項安全生產制度、崗位安全操作規(guī)程，熟悉常見事故處理方法，掌握消防滅火器材的使用方法，對參加置換的操作人員要進行詳細的技術交底、進行置換操作演練，做到崗位明確，職責清楚。②向沿線民眾做好宣傳，置換期間要求人、畜、車輛不能在管道附近停留，站場設立警戒區(qū)，有明顯的“禁止煙火”和“禁止通行”標志。非工作人員不得進人輸氣站場及操作區(qū)，在警戒區(qū)內嚴格控制一切火種。四、天然氣管道置換的安全（3）天然氣置換過程：①置換中操作要平穩(wěn)，升壓要緩慢，一般應控制天然氣的進氣流速或清管球的運行速度不超過5m/s。站內管線置換時，起點壓力應控制在0.1MPa左右。②置換放空時，根據(jù)情況適當控制放空氣量，先由站內低點排污，用瓦斯報警器測試排污點，若天然氣味濃時，改為高點放空。③無風天氣放空時應考慮放空管周圍天然氣濃度不得達到爆炸下限。在放空口附近設取樣點，定時取樣化驗，直至天然氣中含氧量小于2%時，才能結束置換。④放空過程中，在放空口周圍半徑300m的隔離區(qū)內應禁止煙火。四、天然氣管道置換的安全(4)放噴吹掃。為了加快置換速度，沿線各站常常采用放噴吹掃。用天然氣放噴吹掃時，應首先進行天然氣置換，置換完管內空氣后，先關上放空閥，待放空區(qū)域的天然氣擴散開后再點火放噴。為了便于天然氣擴散及放噴的安全，應注意的問題有：①吹掃放噴口應選擇在空曠、開闊、人員稀少的地方，避開民房、工廠、鐵路及公路要道。②放噴口前方200m，左右l00m，后方50m內不得有人、畜和建（構）筑物。③放噴口應朝上，與地面夾角不宜小于45度，放噴管線要固定牢靠，放噴閥門應操作靈活。④吹掃口周圍50m內應設專人警戒，監(jiān)測氣體濃度及擴散危險區(qū)范圍，嚴禁在夜間進行吹掃作業(yè)。四、天然氣管道置換的安全

(5)在通球，置換及嚴密性試驗的升壓過程中，無關人員不得進入管道兩側50m以內，沒有下達檢查命令時，工作人員不得在管道上停留。置換領導小組下達檢查命令后，各崗位人員應對站內及管道進行檢漏，發(fā)現(xiàn)問題及時報告、處理。在操作時應注意：①通球置換進行時，打開收發(fā)球筒的快開盲板之前，必須關閉與之相連的閥門，才準打開放空閥卸壓，待球筒內氣壓為零時，才打開盲板。②裝取清管球時，要用不產生火花的有色金屬工具，防止摩擦產生火花。③收發(fā)球筒加壓前，要檢查防松楔塊及防松螺絲是否擰緊，加壓及打開盲板時，操作人員不準站在盲板的前面及懸臂范圍內。四、天然氣管道置換的安全

(6)置換前進行全線檢查，檢查的項目是：①檢查落實置換的組織和站場人員配備；②檢查落實置換用的各類物資及裝備；③檢查落實置換的臨時工程及補充措施；④檢查站場和閥室閥門的開關狀態(tài)，要求閥室的截斷閥全開，其余全關，站場的閥門全部關閉；⑤檢查清管器接收、發(fā)送筒是否嚴密可靠；⑥檢查落實站場儀表自動化系統(tǒng)和電動閥的調試情況；⑦檢查落實注氮口和連接管是否準備好。⑧對所有放空管線的固定情況進行檢查。四、天然氣管道置換的安全(7)進入閥室必須有兩人同時在場，檢查人員應配有防爆手電筒，并保