城市高压燃气管道吹扫试压方案优化

1、城市高压燃气管道吹扫试压方案优化项目负责人：李燕同项目成员： 黄飚姬建成索才法张伟峰张滨高其彬“两站一线”工程是西气入郑的关键，能否高质、快速地完成 施工任务，管道的吹扫试压是该项工程的重要一环。如何科学、合理 地制定施工方案并组织施工，是摆在我们工程技术人员面前的一项严 肃课题。一、方案的提出燃气管道一般采用空气吹扫，方法有两种，一种是将管道两端圭寸 闭，使管道内部空气升压后突然放开一端，将管道内空气快速放出。 另一种方法是利用空气储罐或另一段管道作为容器，打入压缩空气， 将压缩空气突然放入被吹扫的管道，使管道内杂物被吹出。由于空气 膨胀时，气体分子移动的距离有限，管道内留存的脏物不易被完全

2、吹 出，因此上述两种方法不适用于管径较大、管道较长的燃气管线。燃 气管道的试压一般采用空气或水作为介质， 高压管道采用空气时升压 时间长，并且极不安全；普通注水方式试压时，水不能完全充满管道， 致使管道内局部变成气压试验，由于试压用的高压水泵流量一般较 小，管道内局部存气会使升压时间很长。 试压后管道内的水也不易排 净。常用的管道内部干燥法有：化学干燥法（甲醇去湿）、物理干燥 法（热空气吹扫），这两种方法干燥都较彻底，但成本很高，只有对 介质纯度要求很高时方采用。“两站一线”工程工期短，要求质量高，为了保证按时完工，顺 利实现西气入郑，经过我公司技术部门多方考察和研讨， 结合工程的 特点，决定

3、在门站到市内高中压调压站间的城市高压燃气管道施工中 采取通球扫线试压法。二、主要施工方案“两站一线”工程全长7020米，采用L320管线钢螺旋缝双面 埋弧焊钢管，钢管规格508刈.5，设计最高工作压力 3.5MPa。其 中45度弯管11个，全通径球阀3个，等径三通1个，异径三通1 个。通球扫线试压的主要工作内容是：整体通聚氨脂清管器两遍；通 钢丝刷清管器两遍；清管器注水一遍；试压合格后清管器扫水两遍； 通干燥清管器两遍主要施工工序：设备进场|首末端安装发收球装置| 发射第一枚聚氨脂清管器|泄压、发射第二枚聚氨酯清管铝接收装置接收清管器（首端泄压）枷同样方法发射两枚钢丝刷清管器拆除收发球装置J

4、k |在管内预先装入两个清管器后焊接试压封头kl通球注水，升压、稳压、泄压、自然排水，试压合格后通球扫水拆除试压封头、焊接收发球筒I再次通球扫水k用干燥球通球两釧 k拆除收发球装置三、施工方法及步骤1钢管全部连通和回填后，安装收、发球装置，确认安全、技术措 施到位。先注入35吨清水，目的是润滑和使泥土松软，装入三 皮碗聚氨脂清管器，发球方向与设计燃气流动方向一致，发球装 置设在赵家庄门站内0-050处，收球装置设在中原西路6+970处。 2003年9月22日16时12分开始利用压缩空气推动清管器自起 点至终点进行第一次通球清管，18时30分通球结束。实际运行 时间为2小时18分，平均速度305

5、2米/小时。2. 2003年9月23日12时开始利用压缩空气推动清管器自起点至重 点进行第二次通球清管，13时35分通球结束。实际运行时间为1 小时20分，平均速度5278米/小时。这两次通球的目的是，使杂物被清管器本体带出，从而清除管道内部较大杂物。3. 两次清管结束后，从末端收球装置中取出三皮碗聚氨脂清管器， 加装钢丝刷轮，放入发球装置重复上述操作，进行除锈通球清管， 共两次，清除管道内壁铁锈。2003年9月24日8时45分进行第一次除锈清管，10时5分通球结束，实际运行时间 1 小时 20 分，平均速度 5278 米 /小时。2003 年 9 月 24 日 14 时 15 分进行第二次除

6、锈清管， 15 时 30 分 通球结束，实际运行时间 1 小时 15 分，平均速度 5616 米/小时。4. 在起点装入两个清管器，两端焊接封头，从两清管器之间开始注 入洁净水，水源取自赵家庄门站自备水井，取水点是赵家庄门站 250 立方消防水池。采用单级离心泵注入清水，以水推动第一个 清管器前行至终点，至末端排气阀出水为止，此时管道内全部充 满水，空气已被排净，换电动高压柱塞泵打压， 2003 年 10 月 1 日 11 时开始注水， 10 月 2 日 16 时水注满。 升压过程按计划升压 曲线图进行，直至打压至5.25MP a（线路按四级地区进行试验， 门站和调压站处表压为5.25MP a

7、,须水河最低点计算压力为5.69 MP a）,保压4小时,降压至3.5Mpa，稳压24小时合格后泄压、 放水。5. 在起点第二个清管器后端注入压缩空气，利用空气推动清管器至 终点。（此即第六次通球，目的是将管内试压用的水推出） 。2003 年 10 月 6 日 13 时 42 分进行第一次通球扫水， 17 时 44 分 通球结束，实际运行时间 4 小时零 2 分钟，平均速度 1755 米/小 时。6. 在起点安装发球装置，装入二个清管器，利用压缩空气推动清管器，第二次通球扫水，目的是将管内的残余水推扫干净。2003 年 10 月 7 日 8 时 30 分进行第二次通球扫水， 10 时 45 分

8、通 球结束，实际运行时间 2小时 15分钟，平均速度 3120 米/小时。7. 清管扫水后，管道内可能会残留少量水分，而天然气属于干气， 水分的存在会影响到天然气的质量，并且会给管道造成内腐蚀， 因此还需要对管道进行干燥。管道干燥用干燥清管器，操作方法 同通球扫线。考虑到该段管线较长，管径较大，采用两个聚胺脂 泡沫清管器同时进行通球干燥。2003 年 10 月 7 日 11 时 40 分进行通球干燥， 13 时通球结束， 实际运行时间 1 小时 20 分，平均速度 5400 米/小时。8. 拆除试压通球设备，待管道与门站、调压站内管道连通后，将全 线用压缩空气打压至 1 Mpa ，保压至燃气置

9、换。 试验结束。上述试验共通球九次，通球扫线两遍、 通钢丝刷球除锈 两遍，扫水两遍，干燥两遍。四、试验的技术措施：1. 清管器：通球清管时上述各种清管器均为尾部带发射装置的三皮碗 聚氨脂清管器，除锈清管器为三皮碗聚氨脂清管器前加装钢丝刷轮 毂。球的直径过盈量应为管内径的 5% 8% 。通一遍后应检查皮碗， 有破损或划痕深度大于 1 毫米的应予以更换方可用于下次通球。 球数量不得少于2个，并有皮碗若干以备更换。皮碗尺寸：外径514mm , 带折边，过盈量5.1%，有效密封长度710毫米，总长870毫米，最 小可通过曲率半径1.5D的弯头，重67千克。2. 发球装置：发球装置为自制临时装置，采用一

10、段 D630钢管加装封 头、法兰、压力表、阀门、D630 X508变径管制成，如下图，左端为 带法兰可拆卸的圭寸头端，右端带坡口， 安装时与起始端钢管焊接，试 验全部完毕后再割除。酉主管道封头上设置进气口，上部（两球间）设压力表接口和另一进气（水）口，阀门均为球阀，管径 DN65 （端部与空压机匹配）， 所有开口接管均为骑座式，管子不得插入 D508管内。3. 收球装置：如下图05 08 X 9主管道三通处由于清管器运行速度较快，且清管器长度超过三通支管圆滑过渡段的长度，所以气流或水流在三通处仍会推动第一个皮碗，使清管器不会被卡在三通处。球速控制：用阀门连通空压机与 508钢管，将压缩空气直接

11、打入 508钢管，通球速度过快则三皮碗聚安酯清管器易磨损，管道易发生振动，一般应在26Km ?h之间，最高时速不超过10 Km Th 运行距离测算：清管器的运行距离可用电子定位接受机 （有效探测 深度不小于6M，接受半径不小于10M ）定位，计算测算需要对进入 清管器后管道内的压缩空气进行计量，计算公式如下：L=4PoTVZ/（ nd2PTo）L_清管器的运行距离；T_环境温度293+25K ; P_大气压0.1033MpaVo 发球后累计进气体积（0.1033 Mpa293开尔文）m3实际运行时估算空气压缩机排气量，结合起始端压力表读数即可算出清管器运行的距离 探 压差范围：当清管器与收球装

12、置间压力为大气压时，清管器与发球装置间压力大于0.06 Mpa即可推进清管器前行。清管器与发球装置间压力持续升高则表示有卡阻， 应分析原因。清管 器正常推进时清管器与发球装置间压力应保持在 0.2 Mpa左右。当球 速过快时，可调节空气压缩机出口阀控制管道进气量， 或调节收球端 排气阀，均可达到控制球速的目的。4. 水压试验升压曲线图：升压速度(斜率)每分钟小于1kg/cm2(0.1MPa/mi n).5、排水：排水应引至排水沟内并征得当地相关部门同意。总水量约 1370M3，清水球发射前应先泄压，将水自然排出后再发射清管器扫 水。6. 卡阻处理方案：通球卡阻时，应按下列优先顺序处理：(1)找

13、出卡阻位置，分析原因（2）加压（不超过设计压力）O（3）若出口出气量与进口进气量大致相等时，表明前后串气，此时再加泡沫封堵球推动被卡阻清管器。（4）反向加压后再正向加压推球。（5）切管取球，连通后再正向推球平面布置图：五、实施效果与常规强度试验及气密性试验相比，“两站一线”工程所采取的通球扫线、试压、干燥施工工艺具有以下优势：1. 清除管道内部杂质一一利用压缩空气推动三皮碗聚氨脂清管器自起点至终点，用清管器将杂物带出，从而清除管道内部杂物。2. 清除管道内壁浮锈 三皮碗聚氨脂清管器加装钢丝刷轮，利用压缩空气推动除锈清管器自起点至终点，清除管道内壁浮锈。3. 水压试验注水时排净空气一一在起点加入两个三皮碗聚氨脂清管器，从两个清管器之间注入洁净水，以水推动第一个清管器前行至终点，至末端排气阀出水为止，可以使水注满试压管道，排净 空气。换电动柱塞泵打压，缩短