天然氣管道通氣置換方案選擇及其應用

摘要：文章從城市燃氣供應管網(wǎng)（南昌市燃氣管網(wǎng)）實際出發(fā)，結合在參與天然氣置換過程中的實踐經(jīng)驗，淺述了在進行天然氣置換時的方式選擇，置換方案實施步驟及實施過程中的注意事項。

關鍵詞：天然氣；置換；方案選擇；應用

中圖分類號：TE832文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）20-0172-02

1天然氣的特性

天然氣的主要成分是甲烷，是一種無色、無味、無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質能源，熱值為8 500大卡/m3。人工煤氣含8%～10%有毒的CO氣體，萬一泄漏若處理不當會對人體造成傷害；相比于人工煤氣，天然氣不含CO，萬一泄漏也不易引發(fā)中毒事故，只有大量泄漏使空氣中氧氣濃度降低才會對人體造成窒息傷害；而液化石油氣比空氣重，若泄漏容易積聚在居室下部不易擴散，且液化石油氣的爆炸下限為1.5%，因此液化石油氣若泄漏造成爆炸、火災的危險性較大。天然氣比空氣輕，泄漏后易從窗戶溢出，爆炸下限大于5%且爆炸極限范圍小，萬一泄漏不易引發(fā)爆炸事故，因此其安全性比人工煤氣和液化石油氣的安性要好。天然氣的熱值高，是人工煤氣的2.3倍，因而比人工煤氣耐用；天然氣的雜質含量極少，是潔凈能源，其燃燒所造成的污染僅為石油的1/40、煤炭的1/800；天然氣以其比人工煤氣、液化石油氣更清潔、快捷、高效、安全的優(yōu)勢已被世界廣泛采用，見表1。

2置換方式

常用的燃氣置換方式有兩種，即直接置換法與間接置換法。

2.1直接置換法

直接置換法是從相連的舊燃氣管道輸入燃氣到新管道系統(tǒng) ，直接用燃氣置換空氣。該工藝操作簡單、快速。在新舊管道連通后，即可利用燃氣壓力將燃氣新管道內的空氣置換，取樣試驗合格后即可投入使用。由于在燃氣直接置換空氣的過程中，燃氣濃度有可能在爆炸極限范圍內，此時在常溫、常壓下遇火花就會爆炸，所以這種方法具有一定的危險性。但是如果采取相應的安全措施，用燃氣“直接置換”不愧為一種既經(jīng)濟又快捷的換氣工藝。根據(jù)公司現(xiàn)有的技術水平和一些具體情況，直接置換法比較適合一些管容量比較小，且壓力級制比較低的天然氣管道工程。

2.2間接置換法

間接置換法是用不活潑的氣體（一般用氮氣）先將管道內空氣置換，然后再輸入燃氣置換。此方法置換過程雖然安全可靠，但費用較高，工序繁多。間接置換法通常應用在一些管容量比較大且壓力級制比較高的天然氣新建管道工程。

3置換流程

3.1置換前的準備工作

①置換方案論證。因燃氣置換有一定的危險性，若置換方案制定不當或不細，引起操作失誤，均可能發(fā)生惡性事故。置換方案是否科學、合理，其論證工作就顯得尤為重要。生產(chǎn)技術部門要精心制定《置換方案》，內容包括：工程簡介、放散點的設置、人員組織、安全文明措施等，并附有放散點位置示意圖與放散管示意圖，并要求通過專門的會議討論通過。

②由質監(jiān)部門負責管道的驗收，確保強度和嚴密性試驗合格。首先嚴格按照國家規(guī)范進行管道吹掃檢查。其目的是掃除管內存在的石塊和碎屑等雜物，以免這些雜物因高速氣流而滾動，產(chǎn)生火花帶來危險。其次是確保管道“強度”和“嚴密性”試驗合格。然后將管道內氣壓排放至2 m水柱的壓力值，以便置換前幾小時進行穩(wěn)壓測試.，施工單位在保壓階段在管網(wǎng)內放入適量的臭氧劑，以便管線泄漏后能及時的發(fā)現(xiàn)。實踐證明這些做法，對保證置換工作的順利進行是行之有效且必不可少的。

3.2具體實施步驟

①置換前的準備工作完成后，先由質監(jiān)員提前幾小時進入施工現(xiàn)場，檢查管線內2 m水柱是否保壓正常、合格。待一切合格后通知指揮部正式實施置換方案。

②根據(jù)方案指定的時間，換氣工作人員和指揮人員提前進入施工現(xiàn)場，逐一檢查放散管的安裝，放散區(qū)的安全措施，閥門的啟閉以及通訊、消防器材的配置等。

③由現(xiàn)場指揮部下達通氣指令，開啟氣源閥門，同時開啟放散管閥門，即進入置換放散階段。

④各放散點進入放散階段。各放散點人員隨時、及時的與指揮部聯(lián)系，密切注意現(xiàn)場安全，當有臭氧劑味時或放散壓力表顯示達2.8 kPa時即可用橡皮袋取樣。

⑤“取樣”及判斷方法。“取樣”即判斷換氣管道內經(jīng)過燃氣置換后是否達到合格標準。合格標準指管內混合氣體中燃燒含量（容積）已大于爆炸上限。試樣方法常采用以下兩種方法。

3.3置換后的檢

當各放散管取樣全部合格后，電話通知當各放散管取樣全部合格后，電話通知指揮部，待指揮部允許后，拆除放散管，低壓部分放散孔用管堵旋緊，并檢查不得泄漏。將調壓器出口壓力調整到正常運行壓力280 mm水柱（2.8 kPa）。置換完畢后，對各通氣管道全線仔細檢查，是否有燃氣泄漏現(xiàn)象。待檢查合格完畢后，將管線及時拔交給相關的部門。

4置換的注意事項

置換工作不宜選擇在晚間和陰天進行。因陰雨天氣壓較低，置換過程中放散的天然氣不易擴散，故一般選在晴朗的上午為好。風量大的天氣雖然能加速氣體的擴散，但應注意下風向外的安全措施。

在換氣開始時，置換氣體的壓力不能快速升高。特別對于大口徑的中壓管道，在開啟閥門時應逐漸進行，施工現(xiàn)場閥門啟閉應由專人控制并聽從指揮的命令。

在天然氣置換氮氣時，放散人使用自備手機通訊時，應距離放散點30 m外。在放散區(qū)10 m范圍內禁止閑雜人員與機動車輛通行，杜絕火種和煙火。

所有參加置換人員統(tǒng)一著裝，必須穿戴好防靜電服，不許穿帶釘子鞋，使用防爆工具。

樹立警告標志和警示彩帶，未經(jīng)許可人員禁止入內。置換開始前，在通往作業(yè)帶的所有進口道路設置警告標志，管道置換完成后再撤去標志。這些標志上用中文標出：“危險－正在進行天然氣置換”。

除非可以保證一定的實際安全距離，否則置換區(qū)不要設置在人口稠密區(qū)，可采用臨時管道引至開闊空曠處。

在置換開始起，巡線小組配備可燃氣體報警儀（0～5%），對置換區(qū)域內所有管道設備進行巡視檢查。重點防止居民破壞管道，重點檢查管道設備法蘭連接處和閥井處。

對各種開關、控制器、儀表信號裝置、電氣設備、易燃物品，凡不屬于自己職責或安全措施不齊備，禁止亂動。凡掛有“危險”、“禁止動手”、“禁止入內”等標志的地方，嚴禁亂摸。

防火防爆區(qū)內嚴禁用非防爆閃光照相機攝影，如因工作需要須事先監(jiān)測周圍環(huán)境符合安全要求，并經(jīng)安全部門批準。

防火防爆區(qū)內嚴禁無關人員和一般車輛進入，進入的人員和車輛須按規(guī)定道路通行，因工作需要，非防爆車輛進入防火防爆區(qū)工作，必須裝上火星熄滅器，并辦理手續(xù)。

防火防爆區(qū)內，如出現(xiàn)大量易燃、易爆物質泄漏，或出現(xiàn)火災、爆炸事故時，無關人員應立即撤離現(xiàn)場，不準圍觀和堵塞交通要道，有關崗位和裝置的操作人員應按安全操作法的要求進行緊急處理，防止事故的擴大和蔓延。

5結語

天然氣置換是一項龐大、復雜、技術性要求很高的工程，如何保證置換過程不出差錯，順利實現(xiàn)新、舊燃氣的置換，就要求參與置換的各個單位和人員相互配合，按預定流程一步步實施，最后成功實現(xiàn)置換。目前，南昌市燃氣公司已成功置換各類天然氣用戶近十萬戶，相信通過在實踐中不斷摸索，我們的置換方案會更加完善、科學，把天然氣置換當作一項惠民、利民的民生工程來做使南昌市民早日用上潔凈、安全、環(huán)保的天然氣。

參考文獻：

[1] 段常貴.燃氣輸配[M].北京:中國建筑出版社，2009.

[2] 邢小旗，呂瑾紅，賈兆公，等.燃氣管線置換及反置換的安全 性及經(jīng)濟性分析[J].煤氣與熱力，2002，22(4):352-353.