天然气次高压置换升压方案Word格式文档下载.docx
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5、《城镇燃气输配工程及验收规范》（CJJ33－2005）
6、《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》（CJJ51-2016）
7、其它文件
第三章：
天然气管道置换、升压作业
统一指挥，安全有序，分工明确，控制科学。
2、置换范围（见附件图1、2）
1#门站至2#门站段、二屯段天然气次高压A级管线22公里，本次置换后压力暂定1.4Mpa,目前次高压运行压力1.35Mpa，不大于次高压A级1.6Mpa。
图1、次高压环网谷歌示意图
图二、作业示意图
序号
管径及壁厚mm
长度m
管容积
3m
氮气置换压力Mpa
天然气置换压力Mpa
1
Φ406.4*8
12626m
1511
0.1
1.4
2
Φ406.4*9.5
658m
78
3
Φ406.4*12.5
1743m
199
4
Φ610*7.9
7055.6m
1956
5
Φ325*8.0
18.5m
合计
33长度22083km，管容积3745m3；
氮气用量约10.7吨7490m3；
天然气置换用
3O量按三倍管容计算11235m3，压缩因子按0OC、压力1.5Mpa约0.96，升压按
1.4Mpa计算用气量50071m3。
4.1、管道长度22km，需要置换的管道存在三种管径、同管径的壁厚存在差异，为避免置换分层和摩阻静电，本次置换选择间接置换法，氮气、天然气的置换速度均控制在3～5m/s（1625-2709m3/h）左右，氮气出口温度不能低于5℃，按照先氮气置换空气，再天然气置换氮气，最后天然气置换合格后进行升压作业，即：
氮气置换→保压合格→天然气置换→检漏、保压合格→天然气升压→分压力段检测合格→保压24小时→投入试运行，预计时间为三天，首日氮气置换、天然气置换，次日升压，工作次序如下：
第一步、注氮同步加入加臭剂，氮气置换管道内的空气，合格后稳压检漏，检漏合格封存0.1Mpa保压待命；
第二步：
天然气置换管道内的氮气，置换压力不高于0.05Mpa，置换合格后关闭阀门稳压捡漏，检漏合格后保压待命；
第三部：
开启天然气阀门，按0.4、0.8、1.2、1.4Mpa分四段升压，升压至0.4、0.8、1.2Mpa后分别巡线检漏，检漏合格后保压1小时无压降继续升压，压力升至1.4Mpa后巡线检漏，检漏合格后保压24小时，无压力降视为合格。
4.2、氮气理论上按1个标准大气压、20℃状态计算。
1吨液氮转化为1个标准大气压、20℃状态下的气体体积为808m3，实际操作中，氮气的气体体积按照700m3计算，预计10.7吨。
4.3、置换管道、站场所需天然气气量（管存3倍计算）：
1.1235×
104Nm3。
从置换完成到管内压力升至1.4Mpa（1.6MPa是计算值，最终压力以管道实际压力平衡为止）所需气量：
5.234×
进气量及相应压力数值如下表所示。
累计进气量（104Nm3）
压力值（MPa）
1.124
0-0.2（置换）
1.498
0.4
2.996
0.8
4.494
1.2
5.234
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
指挥车
辆
工程抢险车
配置工器具
巡线车
氧气分析仪
台
6
可燃气体报警仪
10
0~100%
天然气组份仪
7
对讲机
套
8
防爆
干粉灭火器
8Kg
支
20
手提式
9
20Kg
手推式
压力表
0~2.5MPa
块
11
0~0.25MPa
12
防静电工服
15
13
阀门油脂
公斤
14
扳手
安全警示牌
16
警示带
米
500
17
取样瓶
个
18
电焊机
19
发电机
10kw
氧焊设备
21
割管机
3kw
22
套丝机
23
风镐
把
24
氮气
吨
25
防冻伤手套
副
6.1、组织机构
置换领导小组
工艺仪表组
6.2、工作小组
组织机构
岗位
姓名
联系电话
组长
技术员
工艺设备组
组员
检测组
安全组
抢险组
巡线组
6.2.1、置换指挥组
组长：
职责：
组长负责总指挥和总协调，及时掌握实时情况并下达指令开展工作技术员：
职责:
跟随组长收集信息、做好全程记录，提供技术支持，督促各小组执行、反馈任务完成情况。
物质分配：
对讲机2部。
6.2.2工艺设备组
组长：
组员：
人员分布：
站场3人。
防爆扳手5把，0~4Mpa压力表3块，对讲机2部。
职责：
1）小组每一位成员在置换前认真学习置换方案，熟练操作各设备，能进行故障判断和简单的维护，熟练掌握所用仪表操和维护。
2）在置换按方案要求进行仪表安装，并检查仪表的是否经过法定部门的校验。
在置换当天提前进入现场，对所有仪表进行全面的检查。
3）在置换开始后，实时监控站场和各放散点仪表的压力值，当压力值超过方案要求时，立即向领导小组汇报。
置换开始时，负责对仪表的操作和维护。
4）在置换前一天，按方案要求检查阀门启闭状态，检查放散安装状态，置换当天再次检测阀门开启状态。
并在各放散点安排一名阀门操作人员，人员紧张的情况下可由检测人员操作。
5）在置换时负责阀门的状态的维护，以防其他人员随意开启关闭阀门。
并按领导小组的指令和置换流程开启关闭相关阀门。
6）当阀门设备出现天然气泄漏时，配合现场安全员按应急预案要求操作阀门和布置安全警示现场，等待抢险队抢修。
7）外线小组按指令进行阀井盖开启和关闭，当出现紧急情况时按指令进行阀门操作，并协助做好泄漏点安全警示布置。
6.2.3、检测组
每个放散点2人。
每个放散点检测人员配备含氧量快速测试仪和天然气组份仪各1部、防爆对讲机1部。
1）熟练使用含氧量测试仪、天然气可燃气体报警仪和天然气含量测试仪。
2）小组每一位成员在置换前认真学习置换方案，熟练掌握检测依据。
3）各放散点检测人员在置换前到达指定地点，开始置换时按方案要求进行检测，检测合格后，将结果汇报给领导小组并向领导小组请示，一般情况下可安排工艺设备人员关闭放散管控制阀。
4）检测人员应合理使用检测设备，保证检测设备的完好性，并在置换完毕后上交给后勤组。
6.2.4、安全组
1#门站门站1人，放散点2人，共计3人。
每个放散点警示牌两个，警示彩带100米，手推式干粉灭火器一个，手提式干粉灭火器两个，对讲机一部。
1）每一位组员在置换前应认真学习置换方案，对方案的安全措施和应急预案执行程序有一定的了解，对天然气的特性有一定的了解。
2）具备天然气防火防爆的常识，能熟练使用干粉灭火器进行灭火。
3）负责检查置换区域内的安全器具是否齐全、性能是否完好，安全措施是否到位，在各放散点和工艺区布置安全警示现场。
4）当出现紧急情况时能沉着冷静，迅速判断事故地点和事故原因，采取紧急措施对事故进行初步控制并立即向领导小组汇报，布置安全警示现场，待抢险小组到达后，配合抢险小组工作。
5）负责在置换过程中安全措施的执行、管道安全保护和对附近居民的安全宣传。
6）负责保管和维护所有的安全设备（灭火器、警示牌、警示彩带），置换结束后移交给后勤组。
7）出现天然气泄漏或发生事故时，由现场安全员启动应急预案，其他人员服从安全员安排，进行天然气泄漏或事故的前期处理。
6.2.5抢险组
钢管安装设备一套，抢险车一辆，手推式干粉灭火器1台，手提式干粉灭火器4个，防爆扳手10把，防爆对讲机一部，电焊机一台。
1）组员应有一定的管道施工经验和事故抢险经验，并认真学习本方案的应急预案。
2）具备天然气防火防爆的常识，负责出现安全事故时对事故现场采取可靠的安全抢险措施。
3）在置换过程中，在站场整装待命，在接到领导小组抢险指令后，迅速赶到事故地点进行抢险。
6.2.6巡线组
巡线车两辆，每辆车3人。
物质分配：
巡线车两辆，防爆对讲机2部，天然气报警仪2部，防爆扳手2把，备用警示牌（“危险－燃气作业”）3个，备用警示带100米，阀门井开启工具2套。
1）安全员为巡线组组长，负责领导工艺设备员和检测员重点检查管道法兰连接处和阀井处天然气泄漏情况。
当发现天然气泄漏或发生事故时，启动应急预案，并向领导小组汇报。
2）巡线小组检测人员用可燃气体报警仪重点监测管道线路各法兰连接处、阀井处的泄漏情况，如有泄漏立即向小组组长和领导小组汇报，并对泄漏点进行人员疏散和安全警示布置。
3）巡线组中的工艺设备员服从巡线组组长的安排，操作阀门和设备。
4）巡线组中的检测员服从巡线组组长的安排，做好各项检测工作。
7、置换前准备工作
7.1、召开置换升压作业方案会，完善方案并上报审批；
7.2、对所有参加置换的人员进行技术交底、安全交底和应急预案，地点工程部，时间：
置换前两天。
对所有参加置换人员进行安排（附移动电话号码），做到定员定岗，分工明确。
并上报置换领导小组。
7.3、置换方案现场讲解，让所有参加置换人员熟悉现场。
地点：
置换区域，时间：
置换前一天。
7.4、技术资料检查，主要包括：
城市管网竣工草图，站场工艺图，管道强
度试验、气密性试验记录和吹扫记录。
7.5、放散现场布置：
以放散点为中心，方圆50米范围内拉警戒带，并在路口布置安全警示牌。
7.6、提前5天落实液氮，运输车辆、注氮设备和场地，确定运输线路，准备注氮接头和加热装置。
7.7、提前2天完成1#门站门站管线改线连接碰口作业并保压，天然气置换前注氮及氮气封存作业。
7.8、提前3天通知上游置换作业，说明增加瞬时流量和总置换气量。
7.9、在置换前一天，按方案要求检查阀门启闭状态，检查放散安装状态，置换当天再次检测阀门开启状态。
并在各放散点安排一名阀门操作人员，人员紧张的情况下可由检测人员操作。
7.10、将门站进站阀后压力表、各放散点压力表换成量程为1.6Mpa的压力表，并观测管道内的0.71Mpa的压力稳定情况。
8、置换、升压作业
8.1、氮气置换空气
8.1.1、注氮流程
将纯度99.9%的氮气并不低于5OC，1#门站站内CF-1置换管道注入氮气并加臭，打开1#门站站内撬装放散检测,根据检测合格后，末端开启CF-2、CF-3放散，继续置换下游管道中的空气。
全程置换完毕后保压0.1Mpa，开展巡检工作；
注氮点：
1#门站门站出站前管线放空短接处；
引流放空点：
2#门站门站入站前的管道短接放空处、二屯阀门前的放空管处；
监测点：
1#门站、二屯阀门、2#门站，各点1人检测、1人确认，由2#门站门站的场站人员进行复测及气头确认。
8.1.2、注氮作业要求
1）注氮前需对设备进行检查，明确安全注意事项；
在需封存氮气的站场安装量程0～0.25Mpa的压力表，进行压力监测；
2）提前与液氮厂家落实液氮，运输车辆、注氮设备和场地，确定运输线路，准备注氮接头和注氮临时管线，液氮纯度在99.95％以上，且其它腐蚀性组分符合要求。
3）注氮车蒸发器出口必须采用加热装置对氮气进行加热。
注氮车加热装置氮气出口处应安装温度、压力和流量显示仪表，检定合格并在有效检定期内，应有准确、可靠的温度显示仪表和流量显示仪表，注氮车加热装置氮气出口温度范围为5～25℃，进入管道氮气温度绝对不低于5℃。
4）注氮时如果注氮温度和注氮流量要求不能同时满足时，必须优先保证注氮温度。
5）氮气段实际速度控制不小于1m/s，不高于5m/s，注氮速度宜不低于1吨液氮/小时、不高于3吨液氮/小时。
6）注氮作业现场周围50米范围设警戒区，有明显警戒标志，与注氮作业无关人员严禁入内，注氮作业人员应佩带标志。
7）注氮置换期间要记录注氮压力、注氮温度、瞬时流量、累计流量、管道压力以及注氮时间等。
压力、瞬时和累计流量由注氮车上仪表读取，每30分钟
记录一次，保证进入管道的氮气温度≥5℃。
开始注氮1小时内，每10分钟记录一次，运行正常后，每30分钟记录一次；
8）注氮作业人员进入现场前，必须进行安全培训、技术和任务交底，并明确各自职责。
9）现场作业人员：
保持现场通风，防止液氮大量泄漏造成人员缺氧窒息，作业中不要触摸液氮低温管线，严格检漏防止冻伤，作业完成清理现场卫生。
10）作业人员6米以外，流速3-5m/s，氮气压力不超过0.2Mpa。
8.1.3、氮气～空气混气头检测：
用含氧分析仪（0～25％）检测含氧量。
测量时，当分析仪显示含氧量降低至18%时，并连续3次确认，认为氮气混气头已到达。
8.1.4、注氮作业完成后，封存压力0.1Mpa（表压），注氮封存管段氮气的合格标准为在注氮封存终点检测含氧量小于2%，恢复流程并做好现场清理工作。
8.2、天然气置换氮气
8.2.1、天然气置换前准备所有设备及工艺管线氮气稳压无压降，各接口及焊口无泄漏，操作人员全部到位、消防器材准备充足、各检测仪准备充分，监测点更换量程0～2.5Mpa压力表。
8.2.2、天然气置换操作
此流程进行上游1#门站开出站阀向下游2#门站门站方向管线注入天然气，选定2#门站、二屯作为监测点检测气头，手动放散管作为引流点。
8.2.3、置换要求
1）置换速度：
置换压力不高于0.2Mpa，通过1#门站门站的旁通截止阀控制管线置换速度，置换平均推进速度应控制在3-5m/s（1625-2709m3/h），以防止气体流态分层，减少混气段的长度。
2）置换界面天然气～氮气混气头检测：
用便携式可燃气体检测仪（0～100％）检测甲烷含量。
检测时，当甲烷含量达到1％，并3次确认，认为天然气混气头已经到达。
3）纯天然气气头检测：
用便携式可燃气体检测仪（0～100%）检测甲烷含量，当甲烷含量达到95％，并3次确认，视为纯天然气已经到达。
4）巡线组开始巡线，并用天然气报警测试仪重点检查入站法兰连接处和沿线阀井处，当闻到臭味时，确定泄漏点，并启动应急预案。
5）浓度和组分经2#门站和二屯现场确认属实视为置换合格，可在二屯、2#门站的放散点取样，连续监测三次甲烷浓度达到95%视为合格，管道保压待命。
6）置换工作全部完成，将临时放散管拆除，用天然气报警仪检查确定管端无泄漏后，用松软土质将管端掩埋，恢复地貌。
8.3、天然气升压作业
8.3.1、分段升压步骤
设计运行压力为1.6Mpa,考虑到管网初次置换，因此暂定升压最高压力为
1.2Mpa。
管道升压采用逐步升高的方式，分三个阶段进行：
8.3.2、中石油北方公司做为本次管道置换升压作业的气源，升压期间，为保证升压所需气量及计量准确，1#门站启用专用计量路，此路不向下游用户供气，压力及各项参数如下表所示：
管线升压气量计算表
时间
置换升压
稳压时间
置换升压段所需气量
稳压期间管道压力
第一天
氮气置换
3小时
氮气7409方
0.1Mpa
天然气置换
5小时
11235方
0-0.2Mpa
第二天
第一阶段（0.2MPa）
1小时
2小时
7490方
0.4Mpa
第二阶段（0.8MPa）
22470方
0.8Mpa
第三阶段（1.0MPa）
1.0Mpa
第四阶段（1.2MPa）
1.2Mpa
第三天
第五阶段（1.4MPa）
24小时
1.4Mpa
置换升压12小时，
1.4mpa查漏24小时，
耗气63575方（其中，置换
11235方，升压52430方）,压缩因子等气量差值约1500立方。
8.3.3升压期间的巡检、监测要求
升压期间，对沿线管道进行巡检，特别是管道穿跨越等重点部位进行反复巡
检、查验。
主要检漏方法如下：
直接用可燃气体报警仪检测跨越处有无气体泄露；
观察地面植物有无枯萎现象；
管道所经地段有无明显异味或凝结水；
使用可燃气体检测仪对可疑地点反复巡查检测；
2#门站内观察压力变化，每小时记录一次。
8.3.4升压过程的保运抢修要求
升压过程中的保运抢修由工程部和施工单位负责。
置换升压期间，本着“谁建设谁保运、谁供货谁保运”的原则，保运队伍在沿线待命，人员、机具必须时刻处于待命状态，保运单位在设施无异常情况后可撤离现场。
8.3.5升压成功结束的标准除预留不进行置换升压的工艺管段外，其他管段内均已升至符合设计指标的压力等级并且运行状态良好，无异常；
线路常平稳运行，无天然气泄漏、冰堵等；
稳压2小时无异常，由现场指挥组进行最后一次确认后，报置换指挥部批准，稳压24小时后，无压降即宣布置换升压工作结束，相关人员撤离。
9.1、置换升压选择晴好昼间进行，注意下风向外的安全措施。
9.2、在换气开始时，置换气体的压力不能快速升高，在开启阀门时应逐渐进行，作业现场阀门启闭应由专人控制并听从指挥的命令。
8.4.3、在天然气置换氮气时，放散人使用自备手机通讯时，应距离放散点30米外。
8.4.5、在置换前，应做好安全检查工作，施工人员必须穿戴好防静电服，不许穿钉子鞋，使用不产生火花工具。
做好管线清扫及静电接地测试，并对提前对管道做好气密性试验。
8.4.6、放散点的数量与位置应依据现场条件确定，但管道末端必须设置放散点。
放散管应设置在远离居民住宅、明火、高压架空电线等场所。
放散管应高出于地面2米以上。
8.4.7、放散区域设置50米范围的安全警戒区（警示带），现场准备8kg干粉灭火器、燃气检漏仪、组分仪、取样球，非施工人员不得入内，警戒区内禁止明火，不得拨打手机。
8.4.8、在置换放散时每隔5min对放散区可燃气体浓度进行一次测量
8.4.9、严格执行抢险应急预案。
8.4.10、发生燃气泄漏时及时关闭燃气阀门，必要时关闭上一级燃气阀门。
10、天然气置换、升压纪律
10.1、“三必须”
1、必须服从命令，听从指挥；
2、必须规范作业，保证安全；
3、必须坚守岗位，文明作业。
10.2、“四做到”
1、做到严格遵守置换现场秩序；
2、做到严格执行安全操作规程；
3、做到严格执行作业方案及技术标准；
4、做到“流程清、职责明、放散净”。
10.3、“五不准”
1、不准私自违规操作；
2、不准现场吸烟、喝酒、带火种；
3、不准脱岗、睡岗、擅离工作现场；
4、不准降低置换作业标准，提前结束放散；
5、现场监护人员合理合法实施警戒行为。
第四章、健康、安全和环境
1、所有参加置换人员统一着装，必须穿戴好防静电服，不许穿带钉子鞋，使用防爆工具，巡线车配备工具药箱，所有人员熟知医疗救护、消防电话。
。
2、树立警告标志和警示带，未经许可人员禁止入内。
置换开始前，在通往作业带的所有进口道路设置警告标志，管道置换完成后再撤去标志。
这些标志上用中文标出警示：
“危险－燃气作业”。
3、在放
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