管道、站場空氣置換技術(shù)及安全要求課件

管道、站場空氣置換技術(shù)及安全要求：E-mail:主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)日輸氣量950萬立方米，設(shè)計(jì)壓力3.92MPa，1976年正式投入運(yùn)行。事故發(fā)生時(shí)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(xiǎn)經(jīng)過：1月20日10時(shí)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(shí)40分壓力緩慢升至1.07Mpa，并恢復(fù)正常流程。12時(shí)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(nèi)爆炸。事故發(fā)生后，輸氣調(diào)度部門立即通知相關(guān)單位關(guān)斷干線截?cái)嗲蜷y并進(jìn)行放空，13時(shí)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(nèi)壓作用下管道出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)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(nèi)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(xùn)：一、管道運(yùn)行時(shí)間長，管材疲勞受損，且90年代流向調(diào)配、管道壓力頻繁變化，加劇了管道局部產(chǎn)生金屬疲勞；二、管道建設(shè)時(shí)期，防腐工藝落后，且長時(shí)間輸送低含硫濕氣，導(dǎo)致管內(nèi)腐蝕，并伴有硫化亞鐵產(chǎn)生；案例：“1.20”輸氣站輸氣管線泄漏爆炸事故

一、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求管道內(nèi)空氣的置換應(yīng)在強(qiáng)度試壓、嚴(yán)密性試驗(yàn)、吹掃清管、干燥合格后進(jìn)行。管道內(nèi)空氣應(yīng)采用氮?dú)饣蚱渌麩o腐蝕、無毒害性的惰性氣體作為隔離介質(zhì)。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(shí)，氮?dú)饣蚨栊詺怏w的隔離長度應(yīng)保證到達(dá)置換管線末端空氣與天然氣不混合。置換過程中管道內(nèi)氣流速度不應(yīng)大于5m/s。《天然氣管道運(yùn)行規(guī)范》（SY/T5922-2003）二、天然氣管道置換要求1、管道投產(chǎn)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?dú)猓└綦x置換和是否采用清管器隔離器置換兩個(gè)問題。有四種置換方案：（1）無清管器無氮?dú)猓ㄌ烊粴狻諝猓唬?）有清管器無氮?dú)猓ㄌ烊粴狻骞芷鳌諝猓?；?）無清管器有氮?dú)猓ㄌ烊粴狻獨(dú)狻諝猓唬?）有清管器有氮?dú)猓ㄌ烊粴狻骞芷鳌獨(dú)狻骞芷鳌諝猓┒?、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(zhì)來進(jìn)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(jìn)行置換。國內(nèi)較早管線采用有隔離器方案，以減少混氣。但從投產(chǎn)實(shí)踐中得知：沒有采用清管器隔離的混氣段比采用二個(gè)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?dú)庵脫Q可以采用注液氮和注氣氮二種方法。注液氮時(shí)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(jìn)行注氮。用于較多氮?dú)獾募幼ⅰＷ獾捎梦绞街频獧C(jī)現(xiàn)場制取氮?dú)夂笾苯幼⑷牍艿烂舶度?，一般用于氮?dú)夂牧枯^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?dú)馊孔⑷胧渍九c某個(gè)截?cái)嚅y室之間的管段，然后進(jìn)行氮?dú)庵脫Q與天然氣置換工藝。注氮時(shí)要打開該截?cái)嚅y室的放空閥，在閥室上游壓力表處每3min檢測一次含氧量，時(shí)間間隔逐漸縮短。當(dāng)檢測到氮?dú)庖豢諝饣鞖舛螝忸^時(shí)，記錄時(shí)間，繼續(xù)檢測。當(dāng)含氧量降至2％時(shí)，關(guān)閉放空閥，氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚怏w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?dú)饣旌狭?、氮?dú)舛瓮ㄟ^全線的混氣量和沿線場站、閥室轉(zhuǎn)換用的氮?dú)饬?、富裕量等組成。氮?dú)獍匆粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、5℃的狀態(tài)計(jì)算，1噸液氮轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)備工作

①對注氮現(xiàn)場及周邊環(huán)境進(jìn)行考察，防止置換時(shí)氮?dú)馀欧旁斐扇藛T窒息和其它財(cái)產(chǎn)損失。對液氮生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)能力、庫存量進(jìn)行調(diào)研，做好儲備；對液氮加熱泵車和運(yùn)輸車進(jìn)行調(diào)研，做好緊急情況下的調(diào)用。三、天然氣管道置換工序

②修建進(jìn)場道路，場地的三通一平。③安排注氮車及其它設(shè)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(chǎn)地點(diǎn)和加熱泵車所在單位至注氮地點(diǎn)的道路情況調(diào)查，同時(shí)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?dú)獬隹跍囟确秶鸀?~25℃（注意：氮?dú)獬隹跍囟炔坏玫陀?℃)。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?dú)鉁囟取＂茉诒ＷC注氮溫度的同時(shí)，注氮速度應(yīng)不低于3.0t液氮／小時(shí)，注氮時(shí)如果注氮溫度和注氮流量不能同時(shí)滿足要求時(shí)，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(shù)要求：

①注氮車蒸發(fā)器出口必須采用加熱裝置對氮?dú)膺M(jìn)行加熱。②注氮車加熱裝置氮?dú)獬隹谔帒?yīng)有準(zhǔn)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?dú)庵脫Q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(dòng)氮?dú)?、氮?dú)馔苿?dòng)空氣沿管道不斷前進(jìn)。在沿管線各個(gè)放氣點(diǎn)不斷放出空氣，不斷檢測各放氣點(diǎn)的含氧量，判斷氮?dú)馀c空氣界面的位置。當(dāng)含氧量降至2％時(shí)，關(guān)閉放氣閥，該監(jiān)測點(diǎn)以前管道的氮?dú)庵脫Q工作完成。各工藝站場上游管道內(nèi)氮?dú)庵脫Q完畢后，進(jìn)行該站場、截?cái)嚅y室內(nèi)的各支管和閥門儀表的氮?dú)庵脫Q工作。管道中氮?dú)獾呐欧趴梢栽诠艿澜K點(diǎn)集中排放，也可以選擇管道終點(diǎn)前幾個(gè)閥室的放空點(diǎn)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?dú)庵脫Q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(yùn)行，置換過程結(jié)束。三、天然氣管道置換工序3、有隔離器時(shí)置換用氮?dú)馔魄骞芷鬟M(jìn)入管線，形成一定長度的氮?dú)舛魏?，再由天然氣推清管器進(jìn)入管線。最后管線中形成壓縮空氣段、氮?dú)舛渭疤烊粴舛?，沿管線不斷前進(jìn)，完成整個(gè)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(shí)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(yán)格執(zhí)行置換方案中各項(xiàng)安全措施。由于參加置換工作的部門多，人員多，必須加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，合理分工，密切協(xié)作，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，抓好安全教育，落實(shí)安全措施，才能保證置換試運(yùn)順利進(jìn)行。四、天然氣管道置換的安全

1、置換前的準(zhǔn)備工作(1)制定各項(xiàng)安全規(guī)章制度。如各工種的以崗位責(zé)任制為中心的生產(chǎn)制度、安全操作規(guī)程、安全檢查路線圖、設(shè)備保養(yǎng)、維護(hù)規(guī)程等。(2）對管道操作員工進(jìn)行培訓(xùn)，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(xùn)后應(yīng)進(jìn)行考核，合格者方能上崗操作。(3）工程全面完工后，要組織質(zhì)量檢查驗(yàn)收。各站場管網(wǎng)、站間管道要清掃，保持暢通；各種設(shè)備、儀器儀表安裝完畢后要調(diào)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(lǐng)導(dǎo)小組及各專業(yè)組的人員要落實(shí)，職責(zé)分工應(yīng)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(shí)，能滿足置換階段的用氣量。配備化驗(yàn)人員及化驗(yàn)分析儀器，定時(shí)對氣質(zhì)進(jìn)行分析，以保證天然氣質(zhì)量達(dá)到管道輸送的氣質(zhì)要求。(6)組織好搶修隊(duì)伍，配備好搶修用的車輛、器材、救護(hù)設(shè)備、足夠的消防器材。(7）制定切合實(shí)際情況的置換試運(yùn)方案，報(bào)經(jīng)上級批準(zhǔn)后，應(yīng)向廣大職工反復(fù)交底。四、天然氣管道置換的安全

2、置換試運(yùn)的安全措施（1)高度重視并認(rèn)真做好置換前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，為安全置換一次成功奠定基礎(chǔ)。(2）對職工及沿線群眾進(jìn)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(xiàng)安全生產(chǎn)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(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底、進(jìn)行置換操作演練，做到崗位明確，職責(zé)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(shè)立警戒區(qū)，有明顯的“禁止煙火”和“禁止通行”標(biāo)志。非工作人員不得進(jìn)人輸氣站場及操作區(qū)，在警戒區(qū)內(nèi)嚴(yán)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(yīng)控制天然氣的進(jìn)氣流速或清管球的運(yùn)行速度不超過5m/s。站內(nèi)管線置換時(shí)，起點(diǎn)壓力應(yīng)控制在0.1MPa左右。②置換放空時(shí)，根據(jù)情況適當(dāng)控制放空氣量，先由站內(nèi)低點(diǎn)排污，用瓦斯報(bào)警器測試排污點(diǎn)，若天然氣味濃時(shí)，改為高點(diǎn)放空。③無風(fēng)天氣放空時(shí)應(yīng)考慮放空管周圍天然氣濃度不得達(dá)到爆炸下限。在放空口附近設(shè)取樣點(diǎn)，定時(shí)取樣化驗(yàn)，直至天然氣中含氧量小于2%時(shí)，才能結(jié)束置換。④放空過程中，在放空口周圍半徑300m的隔離區(qū)內(nèi)應(yīng)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(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行天然氣置換，置換完管內(nèi)空氣后，先關(guān)上放空閥，待放空區(qū)域的天然氣擴(kuò)散開后再點(diǎn)火放噴。為了便于天然氣擴(kuò)散及放噴的安全，應(yīng)注意的問題有：①吹掃放噴口應(yīng)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(nèi)不得有人、畜和建（構(gòu)）筑物。③放噴口應(yīng)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(yīng)操作靈活。④吹掃口周圍50m內(nèi)應(yīng)設(shè)專人警戒，監(jiān)測氣體濃度及擴(kuò)散危險(xiǎn)區(qū)范圍，嚴(yán)禁在夜間進(jìn)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(yán)密性試驗(yàn)的升壓過程中，無關(guān)人員不得進(jìn)入管道兩側(cè)50m以內(nèi)，沒有下達(dá)檢查命令時(shí)，工作人員不得在管道上停留。置換領(lǐng)導(dǎo)小組下達(dá)檢查命令后，各崗位人員應(yīng)對站內(nèi)及管道進(jìn)行檢漏，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告、處理。在操作時(shí)應(yīng)注意：①通球置換進(jìn)行時(shí)，打開收發(fā)球筒的快開盲板之前，必須關(guān)閉與之相連的閥門，才準(zhǔn)打開放空閥卸壓，待球筒內(nèi)氣壓為零時(shí)，才打開盲板。②裝取清管球時(shí)，要用不產(chǎn)生火花的有色金屬工具，防止摩擦產(chǎn)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(shí)，操作人員不準(zhǔn)站在盲板的前面及懸臂范圍內(nèi)。四、天然氣管道置換的安全

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