城市燃气管道应急抢修的实践和探讨.doc

城市燃气管道应急抢修的实践和探讨随着城市燃气事业的发展，燃气管道在城市不断扩展。由于输送压力升高，距离加长，随着时间推移，管道可能出现各种各样的燃气泄漏事故，燃气管道应急抢修工作也相应增加。引起燃气管道泄漏的原因是多方面的，例如：由于施工质量的问题、管道腐蚀、超压运行，设备设施、连接部位出现泄漏；也可能由于人员操作不当、人为损坏、外力破坏或自然灾害的原因，管道发生泄漏。由于燃气具有易燃易爆的性质，泄漏的燃气可能向地下裂缝、相邻的管沟等较为密闭的空间聚集，且泄漏燃气的浓度达到爆炸极限时，一旦遇到明火、火花、静电放电等，即可能发生火灾、爆炸事故。为确保人民生命财产和城市公共设施的安全，避免发生次生灾害，必须及时应对燃气管道泄漏，迅速采取措施，实施管道应急抢修，有效处置各种燃气泄漏。以下结合北京市燃气集团有限责任公司燃气输配分公司(以下简称“输配分公司”)的日常应急抢修工作，介绍一些常见的事故案例和常用的抢修手段。1北京市燃气管网现状北京市燃气事业的发展速度是非常快的，到2007年底北京市燃气的供应量已经达到39.29108m3/a。北京市燃气集团有限责任公司(以下简称“北京市燃气集团”)作为目前北京市最大的燃气供应商，担负着全市工业与民用用户的供气任务。燃气供应范围南到大兴，北至昌平，西至门头沟、良乡，东至通州、顺义。输配分公司负责城市燃气管网及燃气设施的管理和燃气的储存、调峰、调压、计量、加臭等工作。主要设施包括4个输配厂，其中有容积为1104m3的球罐12台，容积为5000m3的球罐4台。截至2007年底，运行燃气管道总长：7551km，调压站：668座，调压箱：2998个，阀门井：7071座，凝水缸：2354个。供气范围内另有自管户管道长：3322km，调压站：455座，调压箱：8469个，阀门井：3194座。北京市燃气管网现为5级压力级制，分别是高压A、高压B、次高压、中压和低压。高压管道设计压力为1.64.0MPa，次高压设计压力为0.41.6MPa。中压管道设计压力为0.010.4MPa，低压管道设计压力为10kPa以下。以2008年3月3日为例，高压A管道运行压力是3.3MPa，高压B管道运行压力是1.6MPa，次高压管道运行压力是0.7MPa，中压管道运行压力为0.09MPa(个别升压区除外)，低压管道运行压力是2.6kPa。2管道应急抢修现状2007年北京市燃气管道突发事故有303起，其中，由管道腐蚀导致的泄漏事故有99起，由市政施工外力破坏导致的泄漏事故有83起，由设备失效或故障等导致的泄漏事故有75起，其他事故有46起。这些事故中，通过自查发现的有142起，占事故总数的46.9%。担负着全市燃气管网带气作业和应急抢修任务的是输配分公司下属的工程一、二所。作为北京市13支安全生产应急救援队的一部分，工程所一线抢修人员全部由焊工、电工、管工、封堵机操作工、吊工、卡车司机及具有大专以上学历的工程技术人员组成。除完成日常的生产和抢修任务外，工程所还承担了节假日、重大政治活动的保护和防汛、反恐、防空等演习任务，24h值班备勤，确保北京市供气安全。随着城市燃气事业迅速发展，安全稳定供气日益成为社会稳定和经济发展的重要因素之一。及时有序地应对燃气突发事故，是消除隐患、降低灾害的重要手段。输配分公司经过多年探索，不断完善与创新，形成了一套较为完整合理的应急抢修机制。2007年依据AQ/T90022006生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则的要求，重新修订北京市燃气集团输配分公司生产安全事故综合应急预案，该应急预案规定，将燃气突发事故的应急响应划分为3级，即三级事故(一般事故)、二级事故(紧急事故)、一级事故(灾害事故)，分级制定相应的响应程序。在燃气输配分公司管网事故现场处置方案中，对不同压力等级的燃气管道、设备设施的泄漏、超压供气、失压供气、着火等制定了具体处置流程。依据处置流程，0.8MPa以上压力的燃气管道泄漏均采用停气抢修的方案，0.8MPa以下(含0.8MPa)压力的管道泄漏实施带气抢修方案。3常见的燃气管道突发事故原因管道腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀、细菌腐蚀造成埋地管道管壁变薄、穿孔，导致燃气泄漏，具体案例如下。2007年1月4日，北京市海淀区公主坟环岛西北角DN500mm的高压管道经打孔检测，发现漏气，开挖后确认凝水缸缸体被腐蚀而漏气，经抢修处置恢复正常。2007年2月8日，北京大学校区内发现漏气，原因为DN200mm的低压管道腐蚀穿孔，经抢修恢复供气。2007年4月11日，北京市北沙滩DN500mm的中压管道因腐蚀漏气，漏点直径达3cm。2007年5月22日，北方交通大学校区内低压DN300mm管道因电化学腐蚀漏气，进行补焊抢修。2007年8月3日，北京市德胜门外新民胡同10号楼前DN100mm低压管道多处腐蚀漏气，抢修更换8m新管道。2007年10月30日，北京市安外大街过路DN500mm中压管道因腐蚀漏气，采用机械封堵，将漏气管道放空吹扫后修复。2007年12月6日，北京市宣武区两广大街DN500mm中压管道漏气，确认漏点后开挖，在不足10m长的管道上发现11处直径为525mm的腐蚀穿孔，补漏抢修，当天恢复正常供气。外力破坏在管道附近施工，进行爆破、钻探、打桩、顶进、挖掘、取土等，造成燃气管道及设施损坏，导致燃气泄漏，具体案例如下。2007年3月15日，北京市甘家口西里低压凝水缸被小区施工损坏漏气。2007年3月23日，北京市莲花桥西南3个中压凝水缸被施工损坏。2007年4月23日，北京市301医院DN250mm中压管道被道路施工损坏。2007年10月7日，北京市石景山古城小街2号楼前DN100mm低压管道被市政施工挖掘机损坏4m，抢修更换6m新管道。人为破坏私接燃气管道、偷盗燃气设备或设施造成燃气泄漏。施工质量问题施工质量差导致泄漏事故，如施工时填料的质量较差，焊口存在裂纹，设备连接部分防腐不符合要求，绝缘接头和钢塑转换点存在质量问题等。自然因素地基沉降、深根植物挤压等引起管道、设备变形，导致燃气泄漏，具体案例如下。2007年2月17日，北京市石景山区吸引力小区路基下沉，造成DN100mm低压管道焊缝开裂泄漏。2007年3月3日、5月8日北京市海淀区中海枫莲小区两次因地基下沉造成DN300mm低压管道焊缝开裂泄漏。管道堵塞管道施工原因造成管道水堵等，导致供气不畅，具体案例如下。2007年1月7日，北京市大兴永华北里8号楼停气，经检测判断为管道水堵，紧急通堵抢修。2007年1月15日，北京市昌平西二旗博园3号楼低压用户引入管水堵，抢修后恢复供气。2007年2月12日，北京市石景山北方工业大学内DN200mm低压管道水堵，造成4栋居民楼灶前压力过低，无法点火，经通堵抢修，恢复正常供气。2007年5月25日，北京市德外房地产公司2栋楼停气，确定为DN200mm低压管道水堵，带气通堵。燃气事故分类统计以输配分公司工程二所为例，2007年处置突发事故共计102起，事故原因分类统计见表1。表12007年燃气事故原因分类统计起事故原因分类1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计管道腐蚀1051210O2421129外力破坏123631251043040施工质量12332112413225自然因素0100010000002管道堵塞2100110100006总计56111085381698131024常用的抢修技术及典型抢修案例4.1抢修方法及适用范围手工焊接法手工焊接法是指焊工使用抢修器具和管材，带气在管道漏点附近焊接，在常压或降压的条件下将漏点堵住的方法；或是抢修人员按照相关的带气作业程序，通过在管道上进行气割、焊接等操作，配以辅助材料等实施管道切、接，达到换管的目的。这种方法适用范围较广，灵活、快捷、有效，尤其是在一些环境复杂、人口稠密的地区，交通流量较大的路段或地下其他市政管道、设施和障碍物较多的区域，在短时间内可快速处置燃气管道泄漏事故。这种方法的缺点是抢修人员直接接触燃气和明火，操作危险性大，并且对焊工的技术水平和处理突发事故的能力要求较高。此外，有些抢修工作需要降压作业，当大面积降压时可能影响用户的正常用气。机械作业法机械作业法是指在正常供气压力下，使用开孔封堵机在泄漏点两侧将管道内燃气堵住，放空吹扫后对被隔离管段上的漏点进行修复或更换严重受损管段、设施。若所需修复管段的下游无其他气源，或虽已成环状供气，但下游气量不足，则可利用封堵机械的旁通装置，敷设临时供气管道，在抢修的过程中保证下游用户的正常用气。这种方法弥补了手工焊接方法的不足，可以保证在不停气、不降压的情况下处置燃气管道泄漏事故，尤其适合能源形式较单一、燃气气化率较高、依赖性较强的大城市。机械作业的设备相对庞杂，工序也比较复杂，要求操作人员专业技术强，与手工焊接更注重个人技能相比，机械作业更注重班组成员间的配合以及上一道工序为下一道工序作好准备，人员集中固定，避免了手工焊接抢修时因进行管网大面积降压而要求大量临时调动配合人员的问题。机械作业法的不足在于大型机械和运输车辆、吊装设备较多.对抢修作业面、周边场地要求高，预制、焊接管件、安装设备等准备工作所需时间较长，大管径管道开孔所需时间也较长。管道敷设安全距离较大的中、高压干管使用大型抢修机械作业较多。北京京昌高速公路辅路一侧DN500mm高压B管道及并行的DN500mm中压管道分别于2003年、2005年被施工外力破坏，进行了3次机械作业抢修。4.2常用的抢修器具和设备手工焊接抢修常用的器具主要是抱卡，常用的有3种：常规抱卡、小型便携式抱卡、放散式抱卡。机械抢修作业常用设备有：开孔机、封堵机、下堵器。4.3典型事故抢修案例手工焊接抢修案例2007年1月24日，北京市海淀供电实业开发公司电力顶管施工，将位于西八里庄桥东北角的DN400mm中压燃气管道损坏，造成直径约100mm的漏气点。该段管道是某中-低压调压箱的供气中压支线，调压箱供气用户为供暖锅炉。根据漏气量大小、漏点形状、现场周边环境及管道、用户情况，与属地管网管理所商定采取降压手工焊接的方法抢修。首先由焊工在备用DN400mm的钢管上用气割切下一个直径为200mm的圆盖(天窗盖)待用，待管网管理所的工作人员将压力降至低压，抢修人员清理泄漏点附近的防腐层，移开顶管设备后，迅速用天窗盖盖住漏点，用抱卡将天窗盖顶紧，用黏泥抹严缝隙；压力继续降至200Pa，用电焊将天窗盖焊接在管道上，焊接2遍；以上操作完成后升压，待管道压力恢复正常，用检漏仪测漏合格后，方可进行防腐和回填，抢修完毕。从到达现场到抢修结束用时2.7h。机械作业抢修案例2007年6月15日，北京市回龙观和谐家园二区1号中压阀门井处，因附近自来水管破裂引起周围地基下沉，造成燃气管道移位，阀门井内调长器连接部分漏气。因该地区管网复杂，且小区用户较多，若降压抢修则影响面积较大，故采用机械作业方式抢修。首先在阀门井两侧开挖作业坑，分别在坑内管道上焊四通管件。用开孔机在管件上开孔，后安装封堵机，架设旁通管道，开启旁通供气。用封堵机将阀门井两侧管道封死，放空被封堵管段气体并吹扫，不带气废除阀门井，安装直埋阀门。通气置换新管道及阀门等，待恢复中压压力，试漏合格，撤封堵机及旁通管道，防腐回填，抢修完毕。从开挖工作坑到恢复正常供气用2d时间。5燃气管道抢修的注意事项应急抢修人员在突发事故抢修中必须严格执行公司的有关规定，杜绝违章指挥，严禁违规操作，做到有令则行、有禁则止，分工明确，责任落实。抢修所需车辆、设备、管材、辅助材料、工器具、现场安全维护设施、灭火器材、检测设备、通信器材、记录工具等必须齐备，应经常检修维护。抢修现场燃气污染区内，严禁一切火源。抢修人员必须穿着纯棉内衣、焊工服或防静电服，配备救生绳，使用防爆工具，不得随意摘下防毒面具，使用防爆灯或防爆手电等照明工具。开挖抢修作业坑宜采用人工开挖，配合加湿降温的措施。作业坑应尽量规范、坚固，避免塌方，并且必须在一侧挖出逃生通道。抢修人员在实施焊接等操作前，必须充分了解泄漏的原因，漏点位置、形状、大小，周边管壁厚度，管道的压力，作业坑内与管道相邻的其他设施。依此确定相应的操作方案和保护措施，严禁盲目抢修，造成人员、财产损失，甚至引发次生灾害。6抢修工作中存在的问题统计资料显示，2004年2007年北京市燃气突发事故在250起/a以上，其中燃气管道泄漏事故占60%70%，属于持续高发期。在应对如此频繁事故的抢修工作中，积累了一些经验，也找到了