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    引言

    天然氣站場設備眾多、工藝復雜,站內工藝管道多種多樣,管徑、壓力各不相同,工藝管道的吹掃試壓工作復雜多變,因此編制科學的吹掃試壓方案尤為重要。以唐山LNG外輸管道工程豐南分輸站的吹掃試壓工作實施為依據,總結天然氣站場工藝管線的最佳吹掃試壓方法,為類似站場工藝管線的吹掃試壓工作提供借鑒。



    1工程概況及吹掃試壓方案


    1.1工程概況

    唐山LNG外輸管道工程豐南分輸站位于河北省唐山市豐南區,豐南分輸站接收曹妃甸首站天然氣,經過過濾、加熱、計量、調壓后通過寧河支線輸送至天津地區。豐南分輸站站內天然氣工藝流程為:曹妃甸首站來氣—進站閥組區—過濾分離器—加熱爐區—計量撬—調壓撬—出站閥組區—支線管道。同時進出站氣液聯動球閥及主要設備處設置放空管線,過濾分離器、自用氣撬處設置排污管線。

    1.2吹掃方案

    根據管道長度和管徑不同,本工程DN350以上管線采用爆破吹掃,DN350以下管線采用空氣吹掃。吹掃時將管道與設備進行隔離,防止管道雜物進入設備,同時將不能參加吹掃的儀表、閥門與管道吹掃系統隔離。吹掃壓力不超過管道設計壓力,吹掃時空氣流速不低于20m/s。采用空氣吹掃與爆破吹掃相結合的方法,取得較好的吹掃效果。工藝管道吹掃劃分段如表1所示。

    1.3試壓方案

    根據管道壓力等級不同及管道安裝情況,工藝管道采用潔凈水作為介質進行壓力試驗,放空管道、排污管道采用壓縮空氣進行壓力試驗,經濟高效地完成了試壓任務。試壓段劃分如表2所示。


    2工藝管道吹掃需考慮的因素


    管道施工完成后,需要進行吹掃作業,將管道里的雜物清理出來,防止雜物損壞設備,消除安全隱患。

    2.1 吹掃介質的選取

    工作介質是液體的管道宜采用潔凈水作為吹掃介質,工作介質是氣體的管道宜采用空氣作為吹掃介質,因此天然氣站場采用空氣作為吹掃介質。

    2.2 吹掃方式的選取

    管道的吹掃有人工清理、空氣吹掃、爆破吹掃3種方法,需要考慮管道管徑、吹掃長度和現場實際情況綜合選取。一般管道公稱直徑>DN600時,采用人工清理,此項工作在工藝安裝過程中進行;管道公稱直徑大于DN100小于等于DN600時,采用爆破法吹掃;管道公稱直徑<DN100時直接用壓縮空氣吹掃。吹掃時宜用大型壓縮機進行間斷性吹掃,吹掃時氣流的速度應大于20m/s,吹掃的壓力不應超過管道設計壓力。在實際作業過程中不局限于以管徑做為選取吹掃方式的唯一標準,可以綜合管道的臟污程度,管道的口徑、距離及現場空壓機的功率,選取合適的吹掃方法。

    2.3 吹掃段落的劃分

    吹掃段落劃分時,可以將管道按功能劃分為工藝管道、放空管道、排污管道等部分,工藝管道直接與設備連接且管徑較大,可以“以工藝流程為主線,以設備為節點”來進行劃分;放空管線、排污管線等管線管徑小、數量多,每條管線可以為一個段落,依次進行吹掃。

    2.4 吹掃注意事項

    (1)不能參與吹掃的儀表、閥門等元器件必須隔離。不能參與吹掃的管道組成件包括節流裝置、流量孔板、調節閥、節流閥、安全閥等。

    (2)管道吹掃的污物不能進入設備。吹掃時需將管道與設備分開,防止管道雜物損壞設備。

    (3)吹掃流程易與工藝流程一致。吹掃過程中先干線后支線,高點進氣,低點排污。



    3工藝管道試壓需考慮的因素


    管道試壓是對管道元件、設備和施工質量的最終檢驗,是管道正式投產前的最后一道檢驗工序。

    3.1 試壓方法的選取

    管道試壓通常分為采用潔凈水進行試壓的水壓試驗和采用空氣進行試壓的氣壓試驗。水壓試驗和氣壓試驗優缺點對比如表3所示。

    通常中高壓管道采用液壓試驗,低壓管道采用氣壓試驗。

    3.2 試壓段落的劃分

    可以根據管線壓力等級不同,劃分為高壓管道、中壓管道和低壓管道三大類,在每類管道中結合工藝流程和設備具體情況進行試壓小段的劃分,最終完成全部管線的壓力試驗。

    3.3 設備是否參與管道試壓的考慮

    工藝管道與不同功能的設備相連接,設備能否參與管道整體試壓,直接關系到試壓段落的劃分。設備能否參與試壓主要考慮以下因素。

    (1)壓力等級。管道試驗壓力等于或小于設備試驗壓力時,應按管道的試驗壓力進行試驗;當管道試驗壓力大于設備的試驗壓力,且設備的試驗壓力大于管道試驗壓力的77%時,經設計或者建設單位同意可以按設備的試驗壓力進行試驗;當設備的試驗壓力小于管道試驗壓力的77%時,設備不能參與管道的整體試壓。

    (2)工藝管道的試壓以水壓試驗居多,必須考慮設備進行水壓試驗后能否完全干燥,進水后能否對設備性能造成影響。天然氣站場設備通常包括過濾分離器、加熱爐、調壓撬、計量撬、壓縮機等,經過與相關設備廠家的溝通,通常建議過濾分離器去掉濾芯參與整體試驗,以減少試壓段;計量撬、壓縮機、加熱爐不參與整體試驗,在其位置用短節替代,以減少試壓段;調壓撬不參與整體試壓,調壓撬一般較長,且前后管道設計壓力與管徑多不相同,因此調壓撬多作為分段點。

    3.4 試壓注意事項

    (1)以管道設計壓力不同作為基礎進行分段。壓力不同的管段必須分段進行相應壓力等級的試驗。

    (2)盡量減少試壓段。站內工藝管線的作用主要是將各種設備連接起來以實現其工藝流程,一般管線種類多,長度短,如果試壓段落劃分太多,會造成大量的資源浪費。同時,試壓段劃分的越多,試壓段兩端不能參與試壓的點就越多,管道安全隱患越大。

    (3)重視試壓中臨時設施的質量要求。焊接的短節、盲板必須進行射線檢測和超聲波檢測,合格后才能參與系統試壓。



    4對工藝管道吹掃試壓方法的建議


    天然氣站場工藝管道功能不同,壓力等級多,管徑各不相同,為了達到合理分區,經濟高效地完成吹掃試壓,對于工藝管道吹掃試壓方案有如下建議。

    (1)吹掃段落的劃分應盡量細,必須把管道里的雜物清除干凈。吹掃段落的劃分“以工藝流程作為主線,以設備作為節點”,一般以設備與管道的連接點作為進氣點或者排污點,防止管線雜物進入設備,造成污染。吹掃過程中,先干線,后支線,分段逐次吹掃。

    (2)試壓段落應盡量少。管道建成投產后是一個整體系統,只有整個系統都能正常運行才能滿足功能要求,如果試壓段劃分太多太細,勢必造成各個試壓段的兩端不能參與試壓,遺留隱患多。根據國內天然氣站場的功能和實際情況,建議將管道劃分為工藝管道、放空管道、排污管道和自用氣管道等段落,按照其壓力等級分別進行試壓。

    (3)試壓介質的選取。通常試壓介質有潔凈水和空氣兩種,采用何種介質,需從安全性、經濟性和現場操作的方便性綜合考慮選擇。GB50235-2010《工業金屬管道工程施工規范》規定:當管道的設計壓力小于或者等于0.6MPa時,采取安全措施可以采用氣體作為試驗介質;當設計壓力大于0.6MPa時,設計和建設單位認為液壓試驗不符合實際情況時,可按氣壓試驗的規定來代替液壓試驗。根據國內工業管道的壓力分級標準,當0≤p≤1.6MPa時為低壓管道,同時天然氣站場放空管道、排污管道以設計壓力小于等于1.6MPa居多,且此類管道在站場中數量多、管徑細,因此建議在采取安全措施的情況下,此類管道采用氣壓試驗,經濟方便。建議天然氣站內管道系統壓力試驗介質選取如表4所示。


    5結束語


    天然氣站場工藝管道與設備型號多,壓力等級各不相同,造成其吹掃試壓作業較復雜,在吹掃試壓方法的選擇時需綜合考慮管道管徑、壓力等級、設備類型、工藝布置及安裝等因素,選擇科學合理、經濟適用、安全可靠的吹掃試壓方法。

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