談山立交天然氣管網改造連頭方案研究

林厥喜，任鳴鐘，胡新文，周永強，鄭向群(中石油昆侖燃氣湖北分公司黃石公司，湖北 黃石 435000)

談山立交天然氣管網改造連頭方案研究

林厥喜，任鳴鐘，胡新文，周永強，鄭向群(中石油昆侖燃氣湖北分公司黃石公司，湖北 黃石 435000)

針對談山立交天然氣管網改造將面臨的長停輸問題，通過對不同施工方案的優化論證，提出了不停輸帶氣開口封堵、反輸與臨時高中壓調壓器相結合的實施方案。實際施工表明，該方案的施工工期短、安全性高、可操作性強。

停氣連頭；不停輸帶氣開口；封堵；反輸；臨時高中壓調壓器

談山立交橋施工中有近40座橋墩建設在天燃氣管道正上方，威脅到天燃氣管道運行安全，尤其對如下天然氣輸配管網有嚴重影響：門站到2#站和3#站?529次高壓(1.46km、2.5MPa)管道；2#站到下陸、鐵山?426mm中壓(0.33km、0.4MPa)和2#站到團城山?325mm中壓(0.73km、0.4MPa)管道(見圖1)。為保證天然氣管線運行安全，天然氣管道須改線運行。但談山立交天然氣管網改造存在一些難點：①管網復雜，高壓、中壓管線并行，并擔負起公司90%以上的日供氣能力，停氣社會影響大。②新建管線與原管線最多有10處動火連頭，安全風險大。③新建管線如果全部重新敷設，過鐵路需要定向鉆穿越，如何利用原管線需要考慮。針對上述問題，筆者結合談山立交天然氣管網改線實際問題，對談山立交天然氣管網改造連頭方案進行了研究。

圖1 黃石市天然氣管網示意圖

圖2 方案1工程簡圖

1 停氣連頭施工方案

1.1工藝流程

停氣連頭施工方案如圖2所示。具體工藝流程如下。

1)復線埋設 進行復線埋設時需要進行以下操作：①開挖E點，敷設新建EF、FG段高壓管線及EF、FH段中壓管線，然后回填恢復并吹掃,裝閥門,試壓。②開挖D點，敷設新建DC、BC、CJ段高壓管線及AC、DC、CM、段中壓管線，然后回填恢復并吹掃,裝閥門、試壓。

2)停氣作業 該工序包括如下內容：①高壓管線停氣作業。關閉2號站進站高壓閥門H1、D點到3號站高壓閥門H2及門站出站高壓閥門，高壓管放散置換，然后截斷、連接B、D、E、G點高壓管線，2號站通氣；同時，在關閉D點到3號站高壓閥門H2時，關閉至3號站高壓閥門1個放散置換后，截斷、連接J點高壓閥門XH1, 置換后打開閥門XH1供氣3號站通氣。②中壓管線停氣作業。關閉2號站中壓閥門Z1、至下陸中壓閥門Z2及去團城山中壓管線及中壓支線上等7個閥門,中壓管放散置換，然后截斷、連接B、D、E、H點中壓管線，置換后通氣；同時，關閉A點后至下陸的中壓閥門，放散置換后連接A點中壓管，置換后打開所有閥門供氣。

考慮從門站到G點之間有高壓分支至加氣站，減少停氣時間，并考慮現場施工隊伍及設備不能滿足同時施工要求，現場實施可采取分步實施措施，具體施工工序如下：①關閉2號站進站高壓閥門H1、D點到3號站高壓閥門H2及門站出站高壓閥門，高壓管放散置換后,在G點原高壓管加裝高壓閥門XH2(雙放散), 置換后打開門站出站、XH2、H2、H1閥門供氣。②關閉B點出站中壓閥門Z1、Z2及去團城山中壓管線及中壓支線上等7個閥門,放散置換后在H點原中壓管加裝中壓閥門XZ4(雙放散), 置換后供氣。③關閉G點高壓閥門XH2、2號站高壓閥門H1、關閉D點到3號站高壓閥門H2，放散置換后，截斷連接B/D/E/G點高壓管,2號站通氣。④關閉D點到3號站高壓閥門H2，及至3號站高壓閥門1個放散置換后，截斷、連接J點高壓閥門XH1, 置換后打開閥門XH1供氣3號站通氣。⑤關閉B點出站中壓閥門Z1、H點中壓XZ4閥門放散置換后, 截斷連接B/D/E/H點中壓管, 關閉東鋼支線DN300、下陸大道口DN400閥門、鑫寧二廠閥門放散置換后,連接A點中壓管，置換后打開所有閥門供氣。

1.2方案評價

1)優點 該方案施工較為簡單，在新建管線竣工后，對該區域管網進行停氣置換連頭，安全性高，不增加其他費用。

2)缺點 影響日供氣 35×104m3/d，將導致大面積停氣；連頭需要7d，工期長；天然氣的排空放散氣量5×104m3。

2 不停輸帶氣開口封堵連頭施工方案

2.1工藝流程

1)復線埋設 施工方案與停氣連頭施工方案相同。

2)每處動火連頭進行標準不停輸帶氣開口封堵施工順序 該工序的具體操作流程是剝離防腐層→檢查壁厚→焊接三通、短節→安裝閥門→組裝開孔機開孔→組裝封堵缸封堵→斷管段排空→機械(無明火)斷口→焊接封頭[1]。

2.2方案評價

1)優點 全部進行標準不停輸帶氣開口封堵，不會中斷供氣。

2)缺點 該方案施工十分復雜，需進行10處動火連頭，共需開80道口，費用高；現場4處位置難以滿足不停輸帶氣開口封堵條件，若有一處不能施工，整個帶氣開口封堵就失去意義；工作面大，安全性低。

3 不停輸帶氣開口封堵、反輸與臨時高中壓調壓器相結合的施工方案

圖3 方案3工程簡圖

黃石市燃氣管網中有1座門站，4座高中壓調壓站，每座高中壓調壓站出站中壓管道相互獨立。為了確保不中斷供氣，結合天然氣管網敷設現狀，需將1#與3#站中壓管道連通(800m)，將3#站雙路高中壓調壓器中一路改為直通不調壓，通過原高壓與新建的中壓管相連，將1#站的中壓氣體輸送到下陸、鐵山，利用高壓標準封堵的旁通加支管連臨時高中壓調壓器接臨時旁通管供團城山(見圖3)。

3.1工藝流程

1)復線埋設施工方案與停氣連頭施工方案相同。此外，預裝閥XZ1、XZ2、XZ3、XZ4(DN300)、XZ5(DN200預留閥)和高壓XH1、XH2(DN500)，除XH5、K1、K16單放散閥外，其他都雙放散閥,上述新裝閥全關閉[2]。

2)對A、G、H 等3處進行帶氣開口封堵。在進行該工序時， G處D529形成標準不停輸(開口8個)，K5與K12為旁通，K6與K11可下封堵器，K7與K10為放散口，K8與K9可下入氣囊；A處D426單封，開口4個，利用K1與新管線為旁通，K2下封堵器，K3為放散口，K4下氣囊，與Z2閥門形成標準不停輸；H處D325單封，開口4個，利用K16與臨時高中壓調壓器相接，K15下封堵器，K14為放散口，K13下氣囊，與Z2、Z1閥門形成標準不停輸。除K1、K16加裝水平直通閥，其他14個開口加裝可拆平板閥門。

3)連接臨時高中壓調壓器，向團城山區域供氣。斷開K8-K9,連接高壓XH2-K8，在K9外側焊盲板；K12-K5間旁通中間接三通D300×D300×D150與XH3(DN150)高壓閥，連接臨時高中壓調壓器，再將K16(直通閥DN200)與臨時高中壓調壓器連接；氮氣置換XH3閥到K16，開XH3和臨時調壓器、K16，對團城山供氣。

4)將1#與3#站中壓管道連通(800m)，并將3#站雙路高中壓調壓器中一路改為直通不調壓，雙路切換，利用原中壓管確保不停供。關H2，使3#站高壓管降壓至0.4MPa，關J點閥，H2至J段管線放散置換后在Q點斷開，做D300旁通及封堵，并接臨時管線與XZ3閥連通(XZ3為結合該次改線預留閥)。

5)連接K1(水平直通閥DN400)與新中壓管。氮氣置換K1至J段管線放散閥，打開3號站直通管，打開閥XZ3、K1對下陸、鐵山中壓管供氣。

6)K2、K4、K13、K15封堵，關Z1、Z2，Z1-K13中壓放散氮氣置換，從K13前面斷開再與XZ4連接，從E、D點(原中壓管線)斷開再與新中壓管線連接(利用鐵路穿越段)。K4、Z2間放散氮氣置換斷開兩側封堵。

7)關H1、K12，高壓放散氮氣置換后連接新高壓管，原高壓管線在B、D、E處切開，然后與新管線連接，新改高壓管線全部連通。氮氣置換H1至XH2段，開K6、K8、XH2、H1，高壓送氣2#站。

8) 連接新中壓管，原中壓管線在B、D、E處切開，然后與新中壓管線連接，對XZ2至XZ4段氮氣置換，開Z1、XZ1、XZ2、XZ4，2號站實現中壓重新供氣。

9)關K5、XH3、K16，放散XH3-K16，拆臨時調壓器、XH3、K5-K12、K2-K4、K13-K15。

10)關XZ3、李家坊閥，放散氮氣置換斷開，連接XH1,對XH1-李家坊閥氮氣置換，切換3#站高中壓調壓器，開XH1, 3號站供氣。

3.2方案評價

1)優點 全部進行標準不停輸帶氣開口封堵，不會中斷供氣，安全性高，可操作性強。

2)缺點 該方案需進行3處動火連頭，共需開16道口，工序較復雜。

4 現場實施效果

通過比較上述3個方案，發現不停輸帶氣開口封堵、反輸與臨時高中壓調壓器相結合的施工方案較為合適。因此，在新建管線完成預埋設下的基礎上，按該方案進行了施工，完成所有了管線開口、連頭，并順利竣工。實際操作表明，該改線施工方案的安全性高，對供氣幾乎無影響，經濟效益和社會效益大。此外，可以通過系統地分析管網結構，因地制宜地設計管網連接、具體閥門位置和功能，使設計具有很強的操作性。

[1]夏寶瑩，黃勇， 谷豐凱. 帶壓開孔技術在天然氣放空管道改造中的運用[J].化學工程與裝備，2008(7)：48-50.

[2]朱力揮，院振剛，許愛華. 天然氣輸氣工程動火連頭技術[J].電焊機，2007，37(2)：62-66.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.031

TQ547

A

1673-1409(2012)01-N095-03