燃气管道通球试压方案.doc

高压燃气管道通球试压干燥施工方案
本燃气工程高压主管道的设计压力为2.5MPa，全长约1.615Km，管道采用φ219*7.9螺旋焊管，材质为国产L245钢。还有三条支管，支管采用φ108*5的无缝钢管，一共长73米，材质为20#钢。其中仅φ219管道做通球扫线。
管道起点为沿江高速路旁，终点为聚合公司的老厂旁边。途中地势平坦，管道埋深一般保持在1.4m，还有5条定向穿越管道。穿越管道最深处为5.5m。整条管线没有弯头，只有3个三通。三通处φ108支管是向下倾斜的，不利于水压试验的排水，采用多次吹扫方法。
本试压组织设计包含：通球试压方案、干燥方案，为保证试压正常顺利进行，特编制此方案。
1、方案流程
流程如下图所示。由于压力试验用的水为聚合公司内的消防水，发球筒和注水口全部定在管道的北端，收球筒和排水口装在管道的南端，排出的水流入下水道。

吹扫、试压、干燥流程
2、通球试压应具备的条件
4.1 该段管线应全部连通，探伤、防腐全部合格，经监理检查合格。
4.2 下沟管道回填工作应全部完成，且地面恢复达到规定要求。
4.3 清管（或试压）临时管线及设备连接完毕。
4.5为保证清管扫线试压作业的连续进行，在每个进水、排水、通球、收球作业区范围内，提前布置照明灯，以备夜间临时照明。
3、试压、清扫、干燥的技术措施
3.1水压试验技术参数的确定
管道试压用水取自华怡聚合公司内的消防水。
根据管径和管长，计算用水量V=133m3
由于水量不多，排出水直接排到田地或下水道。
3.2清管器的选择
采用聚氨脂皮碗清管器，在清管器后端安装电子发射仪，清管器在管内的过盈量为3~8%。本工程中管道的内径为203mm，则清管器的外径在209~219mm之间。
3.3工艺参数的计算
通球扫线推球压力Pj为0.05MPa——0.2 MPa[1]。推球介质用压缩空气。
清管器运行工程工艺计算
推球输气流量估算：
Q=240F*Pj*Vj
Q——输气流量，（k）m3/d；
F——管道内径横截面积，m2，此处F=πR2=3.14*10-6*（219-2*7.9）2/4=0.0367 m2
Vj——清管器运行的平均速度，km/h，此处Vj=5 km/h。[2]
Pj——清管器后的平均压力，MPa。此处Pj=0.07MPa[3]
则Q为2.14m3/min
用清管器排水时，用的压力要增大。
3.4管道干燥
综合比较几种干燥方法，本工程选择真空干燥法。
真空干燥过程可分为三个阶段：
Ø 第一阶段是初始抽气、降压阶段，用真空泵抽出大部分残留在管道中的水蒸气和空气，降低管内压力。期间管内压力迅速降至管内温度下的饱和蒸汽压，大概为1.8kPa（设管道环境温度为18℃）。当压力为10 kPa时，做“浸透”试验。
Ø 第二阶段是蒸发阶段，时间长。随着管内压力达到饱和蒸汽压，残留在管道内壁上的水分开始大量蒸发。真空泵继续工作，管内压力不断降低，同时水分不断蒸发以弥补压力损失。若管道残留水分不多，管道与周围热交换畅通，那么管内温度基本不变，管内压力基本保持在饱和蒸汽压值。这一过程将持续到所有水分蒸发完为止产生的水蒸气被抽出，经压缩后排入空气中，以避免在真空泵或喷射器出口处结冰，影响干燥效果。
Ø 第三阶段是真空干燥阶段，在第二阶段管道中的水分全部蒸发，真空泵继续工作，压力再次降低，直至真空泵所能达到的最低压力。由于管道内几乎所有的空气已被抽出，而且管道内所有的液态水都已蒸发，所以管道内的压力可看作是水的蒸汽压，由此可直接算出露点。如果达到预定值0.2kPa（-20℃水蒸汽的饱和蒸汽压），即可判定管道已干燥，真空干燥作业结束。
选用合适功率的真空泵可保持较理想的抽真空速度，速度太慢，影响干燥速度；速度太快，会导致管道内壁结冰。
4、具体操作
4.1 收发球筒的制作：
发球筒由短管、封头、压力表、球阀、进气管、进水管等组成。短管为φ325*8有缝钢管，压力表精度不低于1.5级，量程为0~6MPa，表盘直径为150mm，压力表应经校验合格，并且在有效期内，铅封完好。收发球筒上各装一个。通球扫线
发球筒和收球筒的样式
在收、发球装置的安装地点挖长、宽各为4m，距管底深0.5m的操作坑各一个。
4.2强压、严密性试验
沿管线的球阀全开，放散管的阀门全关闭。通过水泵将过滤后的水注入发球筒中，打开进气阀。当观察到有水从进气阀溢出时，关闭进气阀。
依靠上水水压将试压段空气全部从收球处的放空阀排出，确保试压管段全部注满水。
升压及检查
①升压前应打开进水口阀门及试压末端排气口阀门，用水泵注水，当排气口空气排净时，关闭排气阀门。
②试压步骤升压时，速度不宜过快，试验压力应均匀缓慢上升，分阶段升压，并仔细检查；当压力升至强度试压力的30%（Φ219管道1.13MPa，）时，稳压30min，检查管道有无渗漏压降情况，如果情况正常，方可继续缓慢升压；将压力升至强度试验压力60%（Φ219管道2.26MPa，）时，稳压30min，对管道进行检查、观察，若未发现异常情况方可继续缓慢升压；管道继续升压到强度试验压力（Φ219管道3.75MPa，）时，立即停止升压，稳压4h。
管线强度试验稳压及检查
稳压期间，试压巡检人员应与埋地管线保持6m以上的距离，未来得及回填土处必须保持10m以上的距离，以确保安全。稳压期间施工单位会同业主和监理对管道进行沿线检查，检查其有无异常响动、变形和泄漏。强度试压稳压期间，管道无断裂、无异常变形、无泄漏、无压降，强度试验为合格。
在升压或稳压期间，若发现泄漏等问题，停止试压，将管中压力降为零，将水放尽后，确认地点，开挖显示出管道后，方可进行修补作业，严禁带压进行修补。
管线严密性试验稳压及检查
当强度试验达到要求后，应通过放空阀缓慢排水降压。泄压时应严密观察压力下降情况，排水过程应谨慎，防止因降压过快而使管道产生剧烈震动，当管道内压力降至严密性试验压力（Φ219管道2.5MPa，）时，立即关闭放空阀。严密性试验压力稳压24h后，对全线进行详细检查，检查由业主及监理参加，检查包括：管道有无渗漏和压降情况。稳压期间，管线无渗漏、断裂及异常情况，压降小于25kPa为合格。
4.3管道冲洗、除水、干燥
①管道冲洗
强度及严密性试验合格后，从放空阀处放空泄压至常压。打开进水阀，拆掉收球筒的盲板。用消防水冲洗主管道，冲洗时，水通过消防栓自身压力前进，采用最大流量。冲洗过程连续进行，以排出口的水色和透明度与入口水目测一致为合格。
三条支管通过除水过程的吹扫达到清管目的。
②管道除水
主管道冲洗合格后，打开发球筒排污阀，通过水泵抽水。当水量少时，打开发球筒盲板。检查清管器电子接受器是否正常，空压机、储气罐与发球筒上进气管连接完好。人工推到卡紧状态，使其处于待发射状态。装好发球筒的盲板，从与空气压缩机相连接的进气管向发球筒压入压缩空气。由于清管器在管道中处于卡紧状态，清管器前后产生了压力差。当压力差达到一定程度时清管球便被压缩空气推动前进。在清管器前进过程中，也将清管器前方的水挤压，由收球装置的排出口排出。通球扫线次数不应少于2次。尽量将主管道中的水排出，仅在管道内壁形成一层水膜，最后取出清管器。
为了便于分析清管球在管道内的运行情况，应绘制通球扫线压力，时间相关图。

图5.1
纵坐标为被清扫管内的压力，横坐标为时间。用秒表读时间，同时在发球筒上的压力表读出压力；在压力、时间相关图上标出一点。定期观察记录，再将各点连成曲线，即可分析清管器的运行情况。
3条φ108支管和主管φ219管道位置如下图所示，3条支管中积在管底的水采用主管道蓄气吹扫的方式排水。先在管道中蓄气到0.3MPa，然后分别打开支管上的阀门吹扫。反复几次，直到目测排出气中含水很少。

主管和支管位置示意图
③管道干燥
管道除水结束后，管道上的压力表换为真空表，进气管上接真空泵，其余与外界连通的阀门全部关闭。用真空泵抽出大部分残留在管道中的水蒸气和空气，降低管内压力。当压力为10 kPa时，真空泵停止工作，保压1小时，如压力升高，说明管道漏气，找出漏气点，修补后，从新抽真空；如压力不升高，再次启动真空泵直到压力降至管内温度下的饱和蒸汽压1.8kPa（设管道环境温度为18℃）。
由于管道内水分不停的蒸发，管道内压力会保持在1.8kPa很长一段时间。
当管道内的水分蒸发完后，管内的压力急剧降低，达到预定值0.2kPa（-20℃水蒸汽的饱和蒸汽压），即可判定管道已干燥，真空干燥作业结束。
关闭管道首尾2个阀门，进入下一道工序天然气置换。
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