输气管道运行清管的安全

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输气管道运行清管的安全

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输气管道运行清管的基本目的可概括为以下三方面：

(1)输气管道投产初期，清除管道内的残留水分使管道免遭输送介

质中有害成分的腐蚀，延长使用寿命；防止输气过程中冰堵的发生。

(2)清除管道内的杂质，改善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高

管道的输送效率。

(3)使输送的天然气的气质不受污染。

2.清管的新领域

目前，脱硫脱水等气体净化技术能够使气体达到相当纯净的程

度，满足输气管道严格的气质要求。清管技术己经基本解决管道积水

问题，又进入了进行管道内壁涂层和内部探测的新领域。

(1)管道内检测在本章节的管道维护部分已经作了描述，在此不再

论述。

(2)涂敷管道内壁缓蚀剂和环氧树脂涂层液体缓蚀剂可用一个清管

器推顶或用两个清管器夹带，沿线运行过程中将缓蚀剂涂在管道内

壁°环氧树脂的内涂施工比较复杂，其中包括：管道内壁的清洗、化

学处理、环氧树脂涂敷和涂敷质量的控制和检查等内容，这些工序都

是利用专门的清管器实现的。

(二)输气管道的清管器及收发装置

1,输气管道的清管器

输气管道运行清管常用的清管器有清管球、皮碗清管器。投产

时，清扫管内存水常用的还有直板式清管器及泡沫塑料清管器。

(1)清管球

清管球在管内可以做任何方向转动，通过弯头、变形部位的性能

较好，所以投产及运行中应用较多。清管球由耐油橡胶制成，中空，

壁厚30〜50nm1。球上有一个可以密封的注水口，注水口有单向阀，用

来控制打入球内的水量，以调节球的直径，使其对管内径有一定过盈

量。为了保持清管球在管道内的密封性较好，同时推球的压差不能太

大，一般使其过盈量在3%〜5%的范围。

(2)皮碗清管器

皮碗清管器是由一个钢性铜体和前后两节或多节皮碗用紧固件连

接而构成，皮碗的形状有锥形、盘形等，皮碗的外径比管内径有一定

过盈量。皮碗清管器在管道中运行时保持固定向前的方向，它的密封

性比清管球更好。

2.清管器收发装置

清管器收发装置通常建设在首末站、清管站及有关计量分输站

上，以便管理。凝析水量多，积水条件集中的管段，则应该考虑单独

建立清管站，因为使大量积水长距离通过干燥的管段，不但会增加清

管的费用而且会污染干燥的管段。

清管器收发器包括收发球筒、工艺管线、阀门以及装卸工具和通

过指示器等辅助设备。

收发球筒及其快速开发盲板是收发装置的主要构成部分。筒径应

比公称管径大1〜2级。发送筒的长度应能满足发送最长清管装置的需

要，一般不应小于筒径的3〜4倍。接收筒应当更长一些，其长度一般

不小于筒径4~6倍。另外，收球筒的长度设置还应考虑以下因素：

(1)输气管道常采用清管列车方式清管，即一次清管连续送入管道

两个或更多的清管器。

(2)管道内检测器的尺寸也比普通的清管器长得多，接收筒应能容

纳它们。

(3)还需要容纳不许进入排污管的大块清出物。

收发球筒的开口端是一个牙嵌或挡圈式快速开关盲板，快速开关

盲板上应有防自松安全装置。

发送装置的主管三通之后和接收筒大小头前的直管上，应设通过

指示器，以确定清管器是否已经发入管道和进入接收筒。收发球筒上

必须安装压力表，面向盲板开关操作者的位置。

(三)输气管道运行清管作业

1.清管前的准备工作

清管前应先做好收发装置的全部检查工作。要求收发球筒的快速

开关盲板、阀门开关灵活，工作可靠，严密性好。压力表示值准确，

通过指示器的动作无误。使用的清管器探测仪需事先仔细检查。探测

仪的信号发射机电源必须达到额定的工作电压。它的抗震性和密封性

状况如果存在问题，就不能使用。因为发射机的上述性能应当是高度

可靠的，必须保证在清管器密封条件遭受严重损坏、不能继续运行的

恶劣环境中，它仍能正常工作。

清管球必须注满水，排净空气，打压至规定过盈量，注水口的严

密性应十分可靠。皮碗清管器的皮碗夹板连续螺栓应适当拧紧，并采

取可靠的防松措施。发射前应严格检查信号发射机与清管器的连续螺

栓和防松件，防止在运动中松动脱落。

2.发送清管器

打开发送筒前，务必检查发送阀和连通阀，使之处于完全关闭状

况，再打开放空阀，令压力表指针同零。在保持放空阀全开位置的条

件下，慢慢开动盲板，并注意盲板的受力情况。开动盲板时，它的正

前方和转动方向不要站人，以保证安全。打开盲板后，应尽快把清管

器送进筒内；清管球或清管器的第一节皮碗必须紧靠大小头，形成密

封条件。清管器就位后，先关盲板，后关放空阀。

发出清管器前，先检查发送筒盲板和放空阀，如已关闭妥当，方

可打开连通阀。待发送筒与主管压力平衡后，再升发送阀，阀门升度

应与阀位指示器的全开位一致。清管器的发送方法是，关闭线路主

阀，在清管器前后形成压力差，直至把它推进管道。

清管器进入管道，主管三通下游的通过指示器即动作。判定清管

器确已发出后，应尽快打开主阀，关闭发送阀，恢复原来的生产流

程，随后关闭连通阀，打开放空阀，为发送筒卸压。

发出清管器时，不应在打开发送阀的同时关闭线路主阀，因为在

这种情况下，主阀节流产生的压差就会在发送阀还未完全打开时，把

清管器推向阀孔，而造成阀芯、阀的驱动装置和清管器的损坏。

清管器运行到距接收站200〜1000m的区间时\应向接收站发出预

报，以便开始必要的接收操作。为此，可按实际需要的预报时间，在

站前安装一个固定的远传通过指示器。3.接收清管器

接收清管器的程序是：在污物进站之前，关闭接收筒的放空阀和

排污阀（盲板的关闭状况应事先检查）；打开接收筒连通阀，平衡接收

阀前后压力，全开接收阀；提前关闭线路主阀，以防污物窜入下游；

及时关闭连通阀，打开放空阀排气；待污物进站后迅速关闭放空阀，

打开排污阀排污，直至清管器进入接收筒。清管器是否已全部通过接

收阀，应依据接收筒上通过指示器或探测仪器的显示判断。之后，打

开连通阀，平衡主阀前后压差，打开主阀，恢复干线输气。关闭接收

阀、连通阀，打开排污阀或放空阀把筒内泄放至常压。最后打开盲

板，取出清管器，清洗接收筒，关闭盲板。

为了掌握清管作业的情况，分析遇到的问题，经常需要了解清管

器的运行速度、清管器前后压差、放空量和排污量等参数。

4.清管器运行的故障

清管器在管道内运行期间，收发站应注意监视干线的压力和流

量，如果压差增大，输入量变小，清管器未按预计时间通过或达到管

道某一站场，就应该及时分析这些现象的原因，考虑需要采取的措

施。在运行过程中可能发生的故障有：

(1)清管器失密清管球破裂、漏水、被大块物体垫起、清管器皮

碗损坏等情况，失密尤其容易发生在管径较大或较小的三通处。

(2)推力不足清管器推动大段液体通过上坡管段时，需积蓄一定

的压力差来克服液柱高度的阻力。

(3)遇卡管道变形，三通挡条断落，管内物体堵塞等情况。

清管器失密和推力不足一般不会带来很大的压力变化。而后两者

则可能完全阻断管道，影响输送过程。遇到这些情况时，可根据发送

站和接收站的压力、流量、清管器可能停滞地点(如携带检测仪器就可

准确定位)和线路地形、管道状况等综合分析、判断。

为了排除上述故障，一般可首先采用增大压差的办法，即在可能

的范围内提高上游压力和降低下游压力。必要时可考虑短时间关闭下

游干线阀，从接收站放空降压的措施。但这样做会使大量天然气损

失，故不轻易使用。清管器失密时\如果增大压差只能使上、下游压

力同时升降，则最好发送第二个清管器。任何一种排解措施都必须符

合管道和有关设备的强度，并且原则上不应影响管道的输气。

有可能时，还可以采取反向运行的方法解除故障，即造成反向压

差，使清管器倒退一段或一直退回原发送站。该方法对于使用清管球

清管时效果比较明显，但使用皮碗清管器清管时，应慎重使用该方

法。

如果上述方法均不能奏效，就应尽快确定清管器的停止位置，制

订切割管段的施工方案。

(四)输气管道运行清管作、业的安全要求

清管是一项要求精细的工作，应严格按照有关的安全操作要求进

行，并应注意投产前和运行后清管的不同特点。投产前清管通球时;

在管内有施工中留下的较多的杂物和某些管段变形较大的情况下，运

行中容易卡球、破球、可能卡球的位置还不清楚，这给清管带来困

难。投产后，输气管内沉积物的种类、性质、数量与所输天然气的组

成、净化程度有关，放空排污物中有易燃易爆物质，容易引起火灾爆

炸等重大事故。应根据这些因素来制定相应的安全措施。主要内容如

下：

1.清管准备工作

(1)制订通球清管方案，作为指导清管工作的依据。包括制定清管

操作步骤、安全注意事项、事故预测及处理方法。根据管道条件估算

通球参数：清管球运行速度、站间通球所需时间、所需推球压差等，

以帮助分析判断通球运行是否正常。

(2)全面检查和试验清管设施及有关系统，有故障应及时排除。

收、发球筒进行严密性试验合格；测量清管球外径、重量、质量要测

量合格，使用前必须向空心的清管球内灌水、加压、排尽空气，使其

略胀大到球外径大于管内径3%〜5机清管球通过指示器应动作灵活，

信号发送正确。各种仪表应调校合格，保证流量、压力计量准确。放

空排污管固定牢靠。阀门要灵活好用，密封可靠。

(3)检查了解输气管道变形情况及跨越段是否稳定。变形较大管段

应估计卡球的可能性，以免卡球。薄弱的跨越结构应加固，防止通球

时造成剧烈振动，引起破坏。

2.通球操作安全注意事项

(1)打开收、发球筒的快速筒板之前，必须关闭与之相连的阀门

后，才准打开放空阀卸压。待筒内气压降至零，确信不带压后，才能

打开盲板。

(2)清管球装入球筒时，要用不产生火花的有色金属工具将球推至

球筒连接的大小头处。以防止无压差发球失误。关上快速盲板后要及

时装好防松楔块。球筒加压前要检查防松楔块及防松螺丝是否已上

紧。

(3)操作人员不准站在盲板面前及盲板的悬臂架周围，防止高压气

流冲出或盲板飞出伤人。

(4)通球操作开启阀门要缓慢平稳，进气量要稳定，待发球筒充压

建立起压差后，再打开发球阀。球速不要太快。特别是通球与置换管

内空气同时进行时，球速不应超过5m/s。

(5)从收球筒取出清管球时，应先关闭进筒阀，打开放空阀、排污

阀卸压，确信收球筒不带压时，再打开快速盲板。如输送的天然气中

含有硫化氢组分，应在打开快开盲板前，向收球筒内喷水，防止硫化

亚铁与氧自燃。快速盲板打开后用可燃气体检测仪进行检测，确认空

气中天然气含量在爆炸下限以下时，才能取出清管球。取球时应慢慢

拉出，防止摩擦产生火花。

3•放空排污的安全

⑴放空排污的操作应平稳，放空排污阀不能猛开猛关。要控制排

放天然气的流速在5m/s以内，避免污水喷至排污池外。若排空天然气

含量大于其爆炸上限，放空的天然气应点火烧掉。

(2)若预测到管内排出的污水中有凝析邑烧，必须将含油污水用管

线密闭输送至钢质储罐内。罐体及管线应可靠接地。严禁敞开排放含

油污水，避免轻燃流窜、挥发而发生火灾。

(3)管道清管时，应截断支线的阀门，避免干线中的杂物、积液排

入支线。待清管球通过后，再打开支线截断阀。输气干线上的截断阀

应全开，以利于清管球通过。不允许半开或节流，以防止清管球猛烈

撞击阀板造成阀门损坏发生事故。