某输气管道工程动火方案分析.pdf

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1、天然号与石油 NA T UR AL GA S AN D OI L 2 0 1 6年 2月 某输气管道工程动火方案分析 李东坡成磊 新疆石油勘察设计研究院( 有限公司) ， 新疆乌鲁木齐8 3 0 0 2 6 摘 要： 某输气管道因扩建需进行动火作业， 采用 T GN E T软件对停输后管存天然气持续供 气 时间以及恢复供气 时间进行分析 ， 确 定停输 技术可行 。提 出三个 动火方 案： 停 输 常规动 火 、 停输 单侧带压封堵动火、 不停输双侧带压封堵动火， 并对三种动火方案进行技术经济对比， 得到方案一 即停输常规动火方案为最优。现场实施情况表明采用方案一顺利完成了本次动火作业， 取得

2、 了预 期效果。 关键词 ： 天然气管道； 动火作业； 动火方案； T GN E T ； 带压封堵 D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 1 6 0 1 0 0 8 0 前 言 某输气 管道是 A城市 的居 民及工 业 用气 的重 要保 障， 同时也分输供给沿线用户。由于输气管道末 站扩 建 ， 需要在进 站干线管道上进行动火作业建立联络管 道。为保 证 沿线 用 户 的 供气 ， 必 须 提 出合 理 的动 火 方 案 ， 在允许时间内完成作业。由于在役管道的动火属于 一级动火作业， 动火作业非常危险， 要求动火方案的设 计和操作

3、步骤必须严格控制， 并提前做好动火作业的危 险源辨识及防护措施 ， 以保证安全作业 。 。根据国内 管道维抢修 公司所 具备 的封堵及 动火 连头技 术 一 ， 对 本次动火提出三个方案 ： 停输常规动火 、 停输单侧带压 封堵动火、 不停输双侧带压封堵动火。 1 动火方案 某 输 气 管 道 规 格 1 0 1 6 X 1 6 m m， 设 计 压 力 1 0 MP a ， 目前输 量 2 8 0 0 X 1 0 1 2 “ d ， 管道 总长 1 6 4 k m， 沿 线设 6座阀室 、 2座站场 ( 首站和末 站 ) ， 其 中 2座 阀室设 分输 供 给 沿 线 用 户 ， 沿 线 分

4、 输 管 道 末 点 最 小 压 力 2 0 M P a 。由于输 气管 道末 站 扩建 ， 需 在进 站 干线 管 道 上建立联络管道， 输气管道工艺流程见图 1 。 1 1 方案一 方案一， 停输常规动火。常规动火示意图见图2 。 由图 2可见 ， 关闭该输气 管道 首站 出站 阀门并切 换 流程至复线工程， 同时关闭 6 # 阀室截断阀门， 对 6 # 阀室 至末站管道以及末站站内管道进行天然气放空和氮气置 图 1 输气管道工艺流程简图 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 82 2 作者简介： 李东坡( 1 9 8 9一) ， 男， 四川南部人 ， 助理工程师， 学士 ， 主要从事油气储

5、运研究与设计工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m第 3 4卷第 1期 OI L AND GAS TR ANSP ORT AT l ON AND S TOR AGE 用户 1 用户2 阀关 图 2常规动火示意图 换。放空过程中严格控制排放距离， 以保证站场设备和 工作人员的安全 。对于注氮置换 ， 通过 目前氮气置换 技术对比， 考虑到线路截断阀有可能内漏造成置换时混 气 ， 无法置换彻底 ， 可采用 中间注氮的方法 。最后 关闭 6 阀室阀门以及末站进站阀门以作双阀隔离， 经检 测置换合格后方 可动火 。 动火作业流程 ： 施工准备一停输管道一管道放空一 用户

6、l 用户2 阀关 阀关 油 与 储 运 3 5 6 # 阀室至站场进行氮气置换一确认 6 # 阀室阀门及进站 阀门关闭一动火点处有毒气体、 可燃气体检测合格一冷 切割管一连头管段下料、 坡 口加工一检测动火点可燃气 体浓度一对 口焊接一焊道无损检测一动火结束。 1 2方 案二 方案二 ， 停输单侧带压封堵动火。停输单侧带压封 堵 动火示意 图见图 3 。 图3 停输单侧带压封堵动火示意图 由图 3 可见 ， 关 闭该 输气 管道首 站 出站 阀门并切 换 流程 至复线工程 ， 同时关 闭 末站 进站 阀门 ， 对 末 站站 内 管道进 行天然气放空和 氮气置 换 ， 在进 站 阀门与动火 点

7、之间进行单侧带压封堵 ( 防止单 阀隔离泄漏 ) ， 经检 测置 换合格 后方可动火 。 单侧封堵工 艺见 图 4 。为 防止进 站 阀 门泄 漏 ， 在 进 站阀门与动火点之间进行单侧封堵 ， 封堵主要采用带压 开孔设备 进行带压开孔。开孔前应对焊接到管道上 的管件和组装到管道上 的阀门、 开孔机等部件进行整体 试压， 试验压力应等于运行压力， 最高不超过运行压力 的 1 1 倍 ， 并填写开孔作业检查表 。然后在封堵E l 下 封堵头， 同时在囊孔下封堵囊， 封堵完成后动火点即实 图 4单侧封堵 工艺 施动火作业， 待新管道与主管道连头完成后， 解除封堵， 在封堵 口和囊孑 L 加法兰盖

8、。 动火作业流程： 前期准备工作一停输管道一管道放 空一站场进行氮气置换一确认进站阀门关闭一动火点 处有毒气体、 可燃气体检测合格一焊接三通 、 短节一安 装阀门一组装开孔机， 开孑 L 一管道封堵一下隔离囊一机 械 ( 无明火 ) 断 口一冷切割管一连 头管 段下料 、 坡 口加工 一检测动火点可燃气体浓度一对 口焊接一焊道无损检 测一解除封堵一安装加盖盲板一动火结束。 1 3 方案三 方案三， 不停输双侧带压封堵动火。不停输双侧带 压封堵开孔动火示意 图见 图 5 。 由图5可见， 管线不停输， 在动火点前后进行带压开 孔并采用临时管线替代输送 ， 同时对动火点前后进行封 堵实施动火作业

9、。 采用不停输封堵工艺对主管道进行切割改造。先 将动火点两端分别用旁通管道接通， 采用旁通管道输送 介质， 然后封堵 主管道， 主管道上被封堵段 即可进行动 火施工作业， 待新管道与主管道连头完成后， 解除封堵， 切换至新管道正常输送 ， 最后将旁通撤除n ， 不停输双 侧封堵工艺见图6 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m2 0 1 6年 2月 通过表 2的综合分析 及管道 运行情 况 ， 建议 选择 方 案一 。对于方案一存在 作业 时间

10、 比较 紧凑 的问题 ， 可 以 通过前期充分的准备工作以及详细的工序计划作业 ， 保 证在允许停输时间内完成作业。 3 结论 对某输气管道末站动火作业提出三种动火方案： 停 输 常规 动火 、 停输 单侧 带压 封堵 动火 、 不 停输 双 侧带 压 封堵动火。通过采用 T GN E T对停输后管存天然气持 续供气时间进行分析可知 ， 方案一和方案二作业时间都 满足管道停输时间而不影响沿线用户供气。综合对比， 方案一具有费用小、 停输时间可满足动火作业、 安全性 好的特点； 而方案二和方案三会留下泄漏隐患， 从长期 运营的角度考虑选用方案一。根据现场实际施工情况 选用方案一顺利完成了动火作业

11、。 参考文献 ： 1 邹家齐 已建油气管线动火施工技术 J 油气田地面工 程 ， 2 0 1 4 ， 3 3 ( 2 ) ： 8 6 Z o u J i a q i Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y wi t h Ho t wo r k o n E s t a b l i s h e d O i l a n d G a s P i p e l i n e s J O i l a n d G a s F i e l d S u r f a c e E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 4 ， 3 3( 2 ) ： 8 6

12、2 闫春兰， 路美红， 杨 威， 等 天然气管道改线动火作业与 置换投产 J 油气储运， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 1 0 ) ： 7 9 7 7 9 9 Ya h Ch u n l a n，L u Me i h o n g ，Ya n g We i ，e t a 1 Di s p l a c e me n t a n d F i r e Wo r k i n R o u t e C h a n g e o f N a t u r a l G a s P i p e l i n e J O i l G a s S t o r a g e a n d T r a n s p o r t a

13、 t i o n ，2 0 1 1 ， 3 0 ( 1 0) ： 7 9 7 7 9 9 3 刘旭方， 李芳 谈动火作业前的危险因素辨识 J 化工 安全 与环境 ， 2 0 1 0， 2 3 ( 2 5 ) ： 7 8 L i u Xu f a n g， L i F a n g I d e n t i fi c a t i o n o f Ri s k F a c t o r s b e f o r e H o t w o r k J C h e m i c a l S a f e t y E n v i r o n m e n t ，2 0 1 0 ，2 3 ( 2 5)：78 4 尹广增，

14、 韩玉琴 输气管道不停输开孔封堵作业危险因素 辨别 J 油气储运， 2 0 0 7 ， 2 6 ( 1 0 ) ： 5 7 5 9 Yi n Gu a n g z e n g ，Ha n Yu q i n Ri s k F a c t o r s I d e n t i fic a t i o n o n I n l i n e S t o p p i n g O p e r a t i o n o f G a s T r a n s m i s s i o n P i p e l i n e J O i l - G a s fi e l d S u r f a c e E n g i n e

15、 e r i n g ， 2 0 0 7 ， 2 6( 1 0 ) ： 5 7 5 9 5 余正刚， 宗媛， 陈阳威 ， 等 管线不停输带压开孔技术安 全分析 J 化工设备与管道 ， 2 0 1 3 ， 5 0 ( 4 ) ： 7 9 8 2 Yu Z h e n g g a n g，Z o n g Yu a n，C h e n Ya n g w e i ，e t a 1 S a f e t y A n a l y s i s f o r T e c h n i q u e o f Ho t T a p p i n g o n No s t o p T r a n s p o r t a t

16、i o n P i p e l i n e J P r o c e s s E q u i p m e n t&P i p i n g ，2 0 1 3 ， 5 0 ( 4 ) ： 7 98 2 6 程世权 ， 邰建新， 吕瑞典， 等 带压堵漏技术的研究现状与 应用 J 石油和化工设备， 2 0 1 2， 1 5 ( 3 ) ： 5 2 5 4 C h e n g S h i q u a n ，T a i J i a n x i n，L v Ru i d i a n，e t a 1 S t u d y C o n d i t i o n a n d Ap p l i c a t i o n o

17、 f T e c h n o l o gy o f P l u g g i n g wi t h P r e s s u r e J P e t r o c h e m i c a l E q u i p m e n t ， 2 0 1 2 ，1 5( 3 ) ： 5 2 5 4 7 张仕民， 梅旭涛， 王国超， 等 油气管道维抢修方法及技 术 进展 J 油气储运， 2 0 1 4 ， 3 3 ( 1 1 ) ： 1 1 8 01 1 8 6 Z h a n g S h i mi n，Me i Xu t a o，W a n g G u o c h a o，e t a 1 O i l g a s

18、 P i p e l i n e Ma i n t e n a n c e a n d Eme r g e n c y Re p a i r Me t h o d a n d T e c h n o l o gy P r o g r e s s J 0 i l &G a s S t o r a g e a n d T r a n s p o r t a t i o n ， 2 0 1 4， 3 3( 1 1 ) ：1 1 8 01 1 8 6 8 陈利琼， 李攀， 刘 博， 等 西气东输泗 阳站阀室放空安 全分析 J 天然气与石油， 2 0 1 5 ， 3 3 ( 2 ) ： 91 2 C h

19、 e n L i q i o n g，L i P a n，L i u B o，e t a1An a l y s i s o n S a f e t y o f Va l v e Va u l t Ga s Ve n t i n g a t S i y a n g S t a t i o n i n W e s t E a s t Ga s P i p e l i n e J N a t u r a l G a s a n d O i l ， 2 0 1 5 ， 3 3( 2 ) ： 91 2 9 闵海鹏， 谢雪梅， 赵翔 ， 等 输气管道 气体置换的中间注 氮方法 J 油气储运， 2 0 1

20、5 ， 3 4 ( 6 ) ： 6 7 2 6 7 4 Mi n Ha i p e n g，Xi e Xue me i ，Zha o Xi a n g，e t a 1 Mi d d l e Ni t r o g e n I n j e c t i o n Me t h o d i n G a s D i s p l a c e m e n t f o r G a s P i p e l i n e J O i l &G a s S t o r a g e a n d T r a n s p o r t a t i o n ， 2 0 1 5 ， 3 4( 6 ) ： 6 7 26 7 4 1

21、0 白忠涛， 王福文， 董文章 长输天然气管道氮气置换技术 J 油气田地面工程， 2 0 0 8 ， 2 7 ( 8 ) ： 4 2 4 3 Ba i Zh o n g t a o，W a n g Fu we n，Do n g W e n z h a ng Ni t r o g e n Re p l a c e m e n t T e c h n o l o g y fo r L o n g D i s t a n c e G a s P i p e l i n e J O i l a n d G a s F i e l d S u r f a c e E n g i n e e r i n

22、g ， 2 0 0 8 ， 2 7( 8 ) ： 4 2 43 1 1 谭力文， 敬加强， 戴志向， 等 天然气管道氮气置换技术研 究 J 管道技术与设备， 2 0 0 7 ， ( 3 ) ： 2 52 8 T a n L i w e n，J i n g J i a q i a n g ，Da i Z h i x i a n g ，e t a 1 S t u d y o n Na t u r a l Ga s P i p e l i n e Re p l a c e me n t T e c h n o l o gy b y Ni t r o g e n G a s J P i p e l i

23、 n e T e c h n i q u e a n d E q u i p m e n t ， 2 0 0 7 ，( 3 ) ： 2528 1 2 周卫军， 郭瑞， 张勇， 等 不停输带压开孔封堵技术的 应用 J 管道技术与设备， 2 0 0 9 ， ( 6 ) ： 3 5 3 8 Z h o u We i j u n ， G u o R u i ，Z h a n g Y o n g ，e t a 1 A p p l i c a t i o n o f Ho l i n g a n d S e a l i n g T e c h n o l o g y o n No n s t o p T

24、r a n s p o rta t i o n P i p e l i n e w i t h P r e s s u r e J P i p e l i n e T e c h n i q u e a n d E q u i p m e n t ， 2 0 0 9 ，( 6 ) ： 3 53 8 1 3 油气储运专业标准化技术委员会 铜制管道封堵技术规 程第1部分： 塞式、 筒式封堵： S Y T 6 1 5 0 1 2 0 1 1 s 北 京 ： 石油工业 出版社 ， 2 0 1 1 ： 9 S t a n d a r d i z a t i o n T e c h n o l o gy

25、C o mmi t t e e o f Oi l a n d Ga s S t o r a g e a n d T r a n s p o rt a t i o n T e c h n i c al S t a n d a r d o f T a p p i n g& P l u g g i n g o n S t e e l P i p e l i n e P a rt 1 ：P l u g S t o p p l e Ba r r e l S t o p p i e ： s Y T6 1 5 0 1 2 0 1 1 S B e i j i n g ： P e t r o l e u m I

26、 n d u s t r y P r e s s ，2 0 1 1 ：9 1 4 王晓波， 朱志雄 高压天然气管道带压封堵操作技术 J 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m第 3 4卷 第 1期 OI L AND GAS T RANSP 0RT A Tl ON A ND S T 0R AGE 化学工程与装备， 2 0 0 9 ， 3 8 ( 4 ) ： 8 5 8 6 ， 9 7 Wa n g Xi a o b o ，Z h u Z h i x i o n g P l u g g i n g Op e r a t i o n T e c h n o l o g y o

27、 f Hi g h P r e s s u r e N a t u r a l G a s P i p e l i n e w i t h P r e s s u r e J J o u r n a l o f C h e mi c a l E n g i n e e r i n g a n d E q u i p me n t ，2 0 0 9，3 8 ( 4 ) ： 8 5 8 6 ， 9 7 1 5 张琼飞 不停输带压封堵技 术 J 油气田地 面工程， 2 0 0 7 ， 2 6 ( 7 ) ： 5 6 5 7 Z h a n g Q i o n g f e i T e c h n o

28、l o gy o f P l u g g i n g w i t h P r e s s u r e u n d e r T r a n s m i s s i o n J O i l a n d G a s F i e l d S u rf a c e E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 7 ， 2 6( 7 ) ： 5 6 5 7 1 6 江涛， 朱圣平， 李方圆 天然气管道不停输带压封堵技 术应用实践 J 石油工程建设， 2 0 1 3 ， 3 9 ( 6 ) ： 4 8 4 9 ， 5 5 J i a n g T a o，Z h u S h e n g p i

29、n g ，L i F a n g y u a n Ap p l i c a t i o n T e c h - n o l o gy o f P l u g g i n g wi t h P r e s s u r e u n d e r Tr a n s mi s s i o n o f Na t u r a l G a s P i p e l i n e J P e t r o l e u m E n g i n e e ri n g C o n s t r u c t i o n ， 2 0 1 3 ， 3 9( 6 ) ： 4 8 4 9 ， 5 5 1 7 苏欣， 章磊， 刘 佳，

30、等 S P S与T G N E T在天然气管网 仿真中应用与认识 J 天然气与石油， 2 0 0 9 ， 2 7( 1 ) ： 1 3 油号储运 3 9 S u Xi n，Z h a n g L e i ，L i u J i a ，e t a 1 Ap p l i c a t i o n o f S P S a n d T G N E T i n N a t u r a l G a s P i p e l i n e N e t w o r k S i mu l a t i o n J N a t u r al G a s a n d O i l ， 2 0 0 9 ， 2 7( 1 ) ：

31、1 3 1 8 赵小平， 万捷 7 0 4泵站 一独山子输气管道非稳态运行 工况分析 J 油气田地面工程， 2 0 0 9 ， 2 8 ( 4 ) ： 1 01 2 Z h a o Xi a o p i n g，Wa n J i e An a l y s i s o n Un s t e a d y O p e r a t i o n C o n d i t i o n s f o r Ga s T r a n s mi s s i o n P i p l i n e o f 7 0 4 P u mp S t a t i o n t o D u s h a n z i J 0 i l a n

32、d G a s F i e l d S u rf a c e E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 9 ， 2 8( 4 ) ： 1 01 2 1 9 雷燃 输气管网模拟计算及运行工况分析研究 D 西 安 ： 西安石 油大学， 2 0 1 3 L e i Ra n An a l y s i s a n d S t u d y o n W o r k i n g C o n d i t i o n s i n S i m u l a t i o n a n d O p e r a t i o n o f Ga s T r a n s mi s s i o n P i p e

33、 l i n e Ne t w o r k D X i a n ： X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y ， 2 0 1 3 2 0 崔茂林， 吴长春 输气管道投产中氮气置换的原则及技巧 J 天然气工业， 2 0 1 5， 3 5 ( 2 ) ： 8 1 8 6 C u i Ma o l i n Wu C h a n g c h u n P ri n c i p l e s T i p s f o r Ni t r o g e n G a s D i s p l a c e m e n t i n G a s P i p e l i n e D e b

34、 u g g i n g P r a c t i c e s J N a t u r a l G a s I n d u s t r y ， 2 0 1 5 ， 3 5( 2 ) ： 8 1 8 6 ( 上接第 2 5页 ) 1 4 李常岭 影响火炬 自动点火的因素分析 J 化工 自动化 及仪表 ， 2 0 0 4 ， 3 1 ( 3 ) ： 7 5 7 6 L i C h a n g l i n g A n a l y s i s o f t h e I n fl u e n c e F a c t o r o f F l a r e Au t o ma t i c I g n i t i

35、o n J C o n t r o l a n d I n s t rum e n t s i n C h e m i c a l I n d u s t r y ， 2 0 0 4 ， 3 1( 3 ) ： 7 5 7 6 1 5 张清军， 王 刚， 周根来 火炬 自动点火系统改造 J 工 业控制计算机 ， 2 0 0 5 ， 1 8 ( 3 ) ： 6 1 6 3 Z h a n g Q i n g j u n ，Wa n g G a n g ，Z h o u G e n l a i T r a n s f o r ma t i o n o f F l a r e A u t o m a

36、t i c I g n i t i o n S y s t e m J I n d u s t ri a l C o n t r o l C o mp u t e r ， 2 0 0 5 ，1 8( 3 ) ： 6 1 6 3 1 6 史德平， 崔长虹， 石志敏 ， 等 火炬点火系统的改造 J 油 气田地 面工程 ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 6 ) ： 5 65 7 S h i De p i n g，C u i C h a n g h o n g， S h i Z h i mi n， e t a 1 T r a n s f o r ma t i o n o f F l a r e I

37、g n i t i o n S y s t e m J O i l - G a s f i e l d S u rf a c e E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 1 ， 3 0( 6 ) ： 5 6 5 7 1 7 刘兰芝， 张三坤， 杨建林自动点火系统在低压火炬的应 用 J 化工自动化及仪表 ， 2 0 1 2 ， 3 9 ( 4 ) ： 5 5 2 5 5 3 L i u L a n z h i ，Z h a n g S a n k u n，Ya n g J i a n l i n Ap p l i c a t i o n o f A u t o m a t i

38、 c T o r c h I g n i t i n g S y s t e m J C o n t r o l a n d I n s t r u me n t s i n C h e m i c a l I n d u s t ry， 2 0 1 2 ， 3 9( 4 ) ： 5 5 25 5 3 1 8 中华人民共和国工业和信息化部 石油化工可燃性气体 排放 系统设计规范： S H 3 0 0 9 2 0 1 3 s 北京： 中国石化 出版 社 2 0 1 4 Mi n i s t r y o f I n d u s t ry a n d I n f o r ma t i o n T e

39、 c h n o l o gy o f t h e P e o p l e s Re p u b l i c o f C h i n a De s i g n S p e c i fi c a t i o n s for C o m b u s t i b l e Ga s Di s c h a r g e S y s t e m i n P e t r o c h e mi c al I n d u s t ry ：S H 3 0 0 9 2 0 1 3 S B e i j i n g ： C h i n a P e t r o c h e m i c a l P r e s s ， 2 0

40、 1 4 1 9 赵孝保， 周 欣 工程流体力学 M 南京： 东南大学出版 社 2 0 0 4 Z h a o Xi a o b a o， Z h o u Xi n E n g i n e e ri n g F l u i d Me c h a n i c s M N a n j i n g ： S o u t h e a s t U n i v e r s i t y P r e s s ， 2 0 0 4 2 O 孙立君 放空火炬点火系统的优化设计 J 今 日科苑， 2 0 0 8 ， ( 2 2 ) ： 8 1 S u n L i j u n O p t i m a l D e s i g n o f F l a r e I g n i t i o n S y s t e m J M o d e m S c i e n c e ， 2 0 0 8 ，( 2 2 ) ： 8 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m