城市天然氣高壓管道設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題陳壽松江蘇揚(yáng)安集團(tuán)有限公司江蘇揚(yáng)州市225004摘要:隨著天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展,人們對(duì)天燃?xì)獾男枨笠苍絹?lái)越高,但是天然氣運(yùn)輸管道經(jīng)常出現(xiàn)漏氣或者爆炸事故,嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此,天然氣高壓管道的選擇很重要,我們必須要不斷加強(qiáng)天然氣管道的施工技術(shù)與質(zhì)量。本文對(duì)天然氣高壓管道的工程設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,并對(duì)其在施工過(guò)程中如何加強(qiáng)管道質(zhì)量進(jìn)行了探討,給出了一些建設(shè)性的意見(jiàn)。關(guān)鍵詞:城市;天然氣;高壓管道;設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ACNG的概念CNG就是我們經(jīng)常說(shuō)的壓縮天然氣。天然氣經(jīng)過(guò)加氣站由壓縮機(jī)加壓后,壓到20至25Mpa,再經(jīng)過(guò)高壓深度脫水,充裝進(jìn)入高壓鋼瓶組槽車儲(chǔ)存,再運(yùn)送到各個(gè)城市輸入管網(wǎng),向居民用戶與商業(yè)用戶供應(yīng)天然氣天然氣高壓管道的工程設(shè)計(jì)1、輸送工藝天然氣管輸系統(tǒng)雖然復(fù)雜而龐大,但將其系統(tǒng)中的管線、設(shè)備及設(shè)施進(jìn)行分析歸納,從天然氣井采出的天然氣,以及油井采出的原油中分離出的天然氣經(jīng)油氣田內(nèi)部的礦場(chǎng)集輸氣支線及支干線,輸往天然氣增壓站進(jìn)行增壓后,輸往天然氣浄化廠進(jìn)行脫硫和脫水處理,然后通過(guò)礦場(chǎng)集氣干線輸往輸氣干線首站或干線中問(wèn)站,進(jìn)入輸氣干線,輸氣干線上設(shè)立了許多輸配氣站,輸氣干線內(nèi)的天然氣通過(guò)輸配氣站,輸送至城鎮(zhèn)配氣管網(wǎng),進(jìn)而輸送至用戶,也可以通過(guò)配氣站將天然氣直接輸往較大用戶2、管道選線理論上使用高鋼級(jí)管材可以減小管道的壁厚,以降低管道的造價(jià)。從管道技術(shù)方面來(lái)看,隨著管道鋼級(jí)的提高,管材韌性尤其是管材沖擊韌性并沒(méi)有相應(yīng)提使得髙強(qiáng)度管道發(fā)生延性斷裂的概率增加,管道剛度下降。為了提髙管道的抗震能力,需采用延性良好的管材及増加管道壁厚。在有抗震要求的地區(qū),采用較低鋼級(jí)的管道比采用高鋼級(jí)的管道具有更強(qiáng)的抗震能力。3、管道防腐管道防腐層質(zhì)量的好壞將直接影響到管線運(yùn)營(yíng)的安全和使用壽命,現(xiàn)在由于城市高壓管道進(jìn)行儲(chǔ)氣調(diào)峰的優(yōu)越性,國(guó)內(nèi)普遍采用防腐絕緣層加陰極保護(hù)聯(lián)合防腐,絕大多數(shù)城市的高壓管道不僅承擔(dān)著輸氣功能還承擔(dān)著儲(chǔ)氣調(diào)峰的功能。管道在防腐處理之前,應(yīng)對(duì)管道基體表面進(jìn)行處理,清除基體表面的水份、油污、塵垢、污染物、鐵銹和氧化皮等。表層處理的方法很多,一般常采用人工除銹、噴砂或化學(xué)除銹。人工除銹時(shí),質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到St3級(jí),噴砂或化學(xué)除銹時(shí),質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí),表面粗糙度30~50咄較合適。經(jīng)處理后的表面應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)涂上底漆。環(huán)氧煤瀝青防腐層一般適用輸送介質(zhì)溫度不超過(guò)110℃,為適應(yīng)不同腐蝕環(huán)境對(duì)防腐層的要求,分為普通級(jí)、加強(qiáng)級(jí)和特加強(qiáng)級(jí)3個(gè)等級(jí)。鋼管內(nèi)防腐根據(jù)輸送介質(zhì)的不同需選擇不同的防腐工藝,常甲的庶工有水泥砂漿內(nèi)襯、防腐涂料及塑料襯里等工藝。中國(guó)煤化工CNMHG3、管道的吹掃及試壓管道安裝完成后,需試壓和吹掃,由安裝單位編制試壓和吹掃方案,這是有施工規(guī)范的,編好后交安裝監(jiān)理審核,通過(guò)后方可進(jìn)行試壓和吹掃,試壓分強(qiáng)度試壓和氣密性試驗(yàn),強(qiáng)度試壓主要是為了試焊縫是否滲漏,氣密性主要是為了試法蘭等連接處是否泄露。在試壓吹掃時(shí),管道直角閥或其它儀表閥門均需用臨時(shí)短節(jié)代替或用盲板隔開(kāi)。試壓壓力表一般有2塊,一塊設(shè)置在最高點(diǎn),一塊設(shè)置有最低點(diǎn)。吹掃時(shí)用壓縮空氣沒(méi)問(wèn)題,也可用水沖洗。試壓時(shí)最好做液壓試壓,用氣壓不安全。吹掃沖洗時(shí),用木棒在焊縫邊5M處敲擊,使焊縫處焊渣掉落,便于沖洗的徹底。另外,在吹掃時(shí),需注意安全,在泄放口處要設(shè)置安全警戒線,防止吹出的雜物傷人。4、檢測(cè)防腐在管道下溝安裝就位的過(guò)程中以及管溝回填時(shí),管道應(yīng)力在上下限之間波動(dòng)的范圍稱為應(yīng)力幅。管道防腐的檢測(cè)一般由管道防腐層檢測(cè)儀,管道防腐層檢測(cè)儀一般由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和A字架組成,采用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理,由發(fā)射機(jī)輸送個(gè)特殊電流信號(hào)到管道,用接收機(jī)接收管道傳送的這種電流信號(hào),并對(duì)電流變化情況分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)管道防護(hù)層絕緣性的評(píng)估。電流強(qiáng)度隨距離的增加而衰減,在管徑、管材、土壤環(huán)境不變的情況下,防腐層對(duì)地的絕緣性越好,則電流損失越少,衰減亦越小,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)防腐層破損狀況的評(píng)估、高壓天然氣的危險(xiǎn)性、易發(fā)生泄漏在站內(nèi)的工藝過(guò)程基本上都是處于高壓狀態(tài)的,工藝管網(wǎng)很容易造成泄漏,氣體外泄可能發(fā)生地點(diǎn)也很多,管道、氣瓶、壓縮機(jī)、回收罐等都有可能發(fā)生泄漏,只要一遇到火源就會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸,造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。天然氣質(zhì)量差帶來(lái)的危險(xiǎn)在天然氣中的游離水未脫凈的情況下,積水中的硫化氫容易引起鋼瓶腐蝕。從理論上講,硫化氫的水溶液在高壓狀態(tài)下對(duì)鋼瓶或容器的腐蝕,比在AMPa以下的管網(wǎng)中進(jìn)行得更快、更容易。從以往事故被炸裂鋼瓶的檢査情況看,瓶?jī)?nèi)積存伴有刺鼻氣味的黑水,有的達(dá)到了2.5—5kg,其中積水里的硫化氫含量超過(guò)了8.083mg/L。3、高壓運(yùn)行危險(xiǎn)性大壓縮天然氣要求充裝站的壓縮機(jī)壓強(qiáng)必須在25Ⅶa以上,才能將天然氣壓縮到鋼瓶?jī)?nèi),這是目前國(guó)內(nèi)可燃?xì)怏w的最高壓力貯存容器。若鋼瓶質(zhì)量或加壓設(shè)備不能滿足基本的技術(shù)要求,稍不留神,就很可能會(huì)發(fā)生爆炸或者火災(zāi)事故,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失5、工藝設(shè)備連續(xù),事故影響大。站內(nèi)工藝設(shè)備都是相互聯(lián)系的,若某個(gè)部位發(fā)生故障,就會(huì)影響整套裝置的安全生產(chǎn)。火災(zāi)很容易沿著設(shè)備管線蔓延開(kāi)來(lái)。1995年8月12日,綿陽(yáng)地方天然氣公司壓縮天然氣加氣站,因脫水工序處理不凈,在給鋼瓶充氣時(shí)而發(fā)生爆炸并起火成災(zāi)四、強(qiáng)化城市天然氣管道技術(shù)的管理1、設(shè)置安全監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)。建立管道天然氣、煤氣泄漏情況的人工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和定期巡回檢査制度;研制和采用自力或燃?xì)獬髁孔蚤]閥門,天然氣管道由于外界因麥而家礎(chǔ)型時(shí),誥成的天然氣泄漏往往是突發(fā)性的,燃?xì)獬髁孔蚤]閥具有在中國(guó)煤化工地也實(shí)CNMHG施自動(dòng)關(guān)閉的保護(hù)功能;有步驟的硏究由計(jì)算機(jī)控制城市天然氣管道泄漏監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)距離集中顯示和遙控鎖定系統(tǒng),逐步實(shí)現(xiàn)中央控制室控制監(jiān)測(cè)管網(wǎng)重點(diǎn)部位的泄漏情況,發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)能及時(shí)關(guān)閉泄漏部位上游的閥門。2、規(guī)范工程質(zhì)量管理天然氣工程管道對(duì)施工技術(shù)與質(zhì)量要求很高,這就要求各參建單位必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)規(guī)范的規(guī)章制度,不斷強(qiáng)化對(duì)施工技術(shù)與質(zhì)量的管理與控制,實(shí)行質(zhì)量安全一票否決制度,做好管道施工工序的檢驗(yàn),工程業(yè)主對(duì)施工單位的施工質(zhì)量和工程量認(rèn)可。做好每一環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)工作,確保施工相關(guān)人員是經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)后持證上崗,在此同時(shí),也要注重對(duì)施工材料與設(shè)備的規(guī)格,做好相關(guān)質(zhì)量記錄,監(jiān)理單位嚴(yán)格要求施工企業(yè)按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,對(duì)施工質(zhì)量不合格的工程及時(shí)進(jìn)行整改。杜絕偷工減料,要學(xué)會(huì)采用不同方式保證各個(gè)工序與環(huán)節(jié)質(zhì)量合理。3、加強(qiáng)工程安全管理天然氣工程管道施工過(guò)程主要使用氬弧焊手工填充和蓋面的焊接方法,加上安全與質(zhì)量是相互聯(lián)系密不可分的,這就要求相關(guān)部門加強(qiáng)安全施工管理,這不僅對(duì)施工質(zhì)量的提升意義重大,只有保證合格后才能進(jìn)入下一層的焊接,而每道焊口都須連續(xù)焊完,在相鄰的焊道起點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x,才能保證在焊接的不出現(xiàn)意外事故。作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn),經(jīng)過(guò)考核取得特種作業(yè)合格證書才能上崗,同時(shí),相關(guān)部門要設(shè)立專門安全負(fù)責(zé)人員,嚴(yán)格按照安全規(guī)則進(jìn)行操作。施工前要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行周邊情況的檢査,并制定切實(shí)有效的安全措施結(jié)束語(yǔ)總而言之,天然氣工程管道施工是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),在施工過(guò)程中,不僅質(zhì)量有較高的要求,而且要在施工中要合理安排工期,提高工程的效率。在施工中,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)要嚴(yán)格控制。只有這樣才能保證施工質(zhì)量的安全可靠性。還要加強(qiáng)與當(dāng)?shù)卣疁贤?配合政府做好征地工作,保障沿線人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全參考文獻(xiàn)[]楊羅.姚劍鋒.吳小平.城市天然氣高壓管道設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題[J].煤氣與熱力2007,11:1-4[2]GB50251一2003,輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]中國(guó)煤化工CNMHG