天然气管道通气置换方案选择及其应用

天然气管道通气置换方案选择及其应用

摘要：文章从城市燃气供应管网（南昌市燃气管网）实际出发，结合在参与天然气置换过程中的实践经验，浅述了在进行天然气置换时的方式选择，置换方案实施步骤及实施过程中的注意事项。

关键词：天然气；置换；方案选择；应用

1天然气的特性

天然气的主要成分是甲烷，是一种无色、无味、无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源，热值为8 500大卡/m3。人工煤气含8%～10%有毒的CO气体，万一泄漏若处理不当会对人体造成伤害；相比于人工煤气，天然气不含CO，万一泄漏也不易引发中毒事故，只有大量泄漏使空气中氧气浓度降低才会对人体造成窒息伤害；而液化石油气比空气重，若泄漏容易积聚在居室下部不易扩散，且液化石油气的爆炸下限为1.5%，因此液化石油气若泄漏造成爆炸、火灾的危险性较大。天然气比空气轻，泄漏后易从窗户溢出，爆炸下限大于5%且爆炸极限范围小，万一泄漏不易引发爆炸事故，因此其安全性比人工煤气和液化石油气的安性要好。天然气的热值高,是人工煤气的2.3倍，因而比人工煤气耐用；天然气的杂质含量极少，是洁净能源，其燃烧所造成的污染仅为石油的1/40、煤炭的1/800；天然气以其比人工煤气、液化石油气更清洁、快捷、高效、安全的优势已被世界广泛采用，见表1。

2置换方式

常用的燃气置换方式有两种，即直接置换法与间接置换法。

2.1直接置换法

直接置换法是从相连的旧燃气管道输入燃气到新管道系统 ，直接用燃气置换空气。该工艺操作简单、快速。在新旧管道连通后，即可利用燃气压力将燃气新管道内的空气置换，取样试验合格后即可投入使用。由于在燃气直接置换空气的过程中，燃气浓度有可能在爆炸极限范围内，此时在常温、常压下遇火花就会爆炸，所以这种方法具有一定的危险性。但是如果采取相应的安全措施，用燃气“直接置换”不愧为一种既经济又快捷的换气工艺。根据公司现有的技术水平和一些具体情况，直接置换法比较适合一些管容量比较小,且压力级制比较低的天然气管道工程。

2.2间接置换法

间接置换法是用不活泼的气体（一般用氮气）先将管道内空气置换，然后再输入燃气置换。此方法置换过程虽然安全可靠，但费用较高，工序繁多。间接置

换法通常应用在一些管容量比较大且压力级制比较高的天然气新建管道工程。

3置换流程

3.1置换前的准备工作

①置换方案论证。因燃气置换有一定的危险性，若置换方案制定不当或不细，引起操作失误，均可能发生恶性事故。置换方案是否科学、合理，其论证工作就显得尤为重要。生产技术部门要精心制定《置换方案》，内容包括：工程简介、放散点的设置、人员组织、安全文明措施等，并附有放散点位置示意图与放散管示意图，并要求通过专门的会议讨论通过。

②由质监部门负责管道的验收，确保强度和严密性试验合格。首先严格按照国家规范进行管道吹扫检查。其目的是扫除管内存在的石块和碎屑等杂物，以免这些杂物因高速气流而滚动，产生火花带来危险。其次是确保管道“强度”和“严密性”试验合格。然后将管道内气压排放至2 m水柱的压力值，以便置换前几小时进行稳压测试.，施工单位在保压阶段在管网内放入适量的臭氧剂，以便管线泄漏后能及时的发现。实践证明这些做法，对保证置换工作的顺利进行是行之有效且必不可少的。

3.2具体实施步骤

①置换前的准备工作完成后，先由质监员提前几小时进入施工现场，检查管线内2 m水柱是否保压正常、合格。待一切合格后通知指挥部正式实施置换方案。

②根据方案指定的时间，换气工作人员和指挥人员提前进入施工现场，逐一检查放散管的安装，放散区的安全措施，阀门的启闭以及通讯、消防器材的配置等。

③由现场指挥部下达通气指令，开启气源阀门，同时开启放散管阀门，即进入置换放散阶段。

④各放散点进入放散阶段。各放散点人员随时、及时的与指挥部联系，密切注意现场安全，当有臭氧剂味时或放散压力表显示达2.8 kPa时即可用橡皮袋取样。

⑤“取样”及判断方法。“取样”即判断换气管道内经过燃气置换后是否达到合格标准。合格标准指管内混合气体中燃烧含量（容积）已大于爆炸上限。试样方法常采用以下两种方法。

3.3置换后的检

当各放散管取样全部合格后，电话通知当各放散管取样全部合格后，电话通知指挥部，待指挥部允许后，拆除放散管，低压部分放散孔用管堵旋紧，并检查

不得泄漏。将调压器出口压力调整到正常运行压力280 mm水柱（2.8 kPa）。置换完毕后，对各通气管道全线仔细检查，是否有燃气泄漏现象。待检查合格完毕后,将管线及时拔交给相关的部门。

4置换的注意事项

置换工作不宜选择在晚间和阴天进行。因阴雨天气压较低，置换过程中放散的天然气不易扩散，故一般选在晴朗的上午为好。风量大的天气虽然能加速气体的扩散，但应注意下风向外的安全措施。

在换气开始时，置换气体的压力不能快速升高。特别对于大口径的中压管道，在开启阀门时应逐渐进行，施工现场阀门启闭应由专人控制并听从指挥的命令。

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 m外。在放散区10 m范围内禁止闲杂人员与机动车辆通行，杜绝火种和烟火。

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。

树立警告标志和警示彩带，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：“危险－正在进行天然气置换”。

除非可以保证一定的实际安全距离，否则置换区不要设置在人口稠密区，可采用临时管道引至开阔空旷处。

在置换开始起，巡线小组配备可燃气体报警仪（0～5%），对置换区域内所有管道设备进行巡视检查。重点防止居民破坏管道，重点检查管道设备法兰连接处和阀井处。

对各种开关、控制器、仪表信号装置、电气设备、易燃物品，凡不属于自己职责或安全措施不齐备，禁止乱动。凡挂有“危险”、“禁止动手”、“禁止入内”等标志的地方，严禁乱摸。

防火防爆区内严禁用非防爆闪光照相机摄影，如因工作需要须事先监测周围环境符合安全要求，并经安全部门批准。

防火防爆区内严禁无关人员和一般车辆进入，进入的人员和车辆须按规定道路通行，因工作需要，非防爆车辆进入防火防爆区工作，必须装上火星熄灭器，并办理手续。

防火防爆区内，如出现大量易燃、易爆物质泄漏，或出现火灾、爆炸事故时，无关人员应立即撤离现场，不准围观和堵塞交通要道，有关岗位和装置的操作人员应按安全操作法的要求进行紧急处理，防止事故的扩大和蔓延。

5结语

天然气置换是一项庞大、复杂、技术性要求很高的工程，如何保证置换过程不出差错，顺利实现新、旧燃气的置换，就要求参与置换的各个单位和人员相互配合，按预定流程一步步实施，最后成功实现置换。目前，南昌市燃气公司已成功置换各类天然气用户近十万户，相信通过在实践中不断摸索，我们的置换方案会更加完善、科学，把天然气置换当作一项惠民、利民的民生工程来做使南昌市民早日用上洁净、安全、环保的天然气。

参考文献：

[1] 段常贵.燃气输配[M].北京:中国建筑出版社,2009.

[2] 邢小旗,吕瑾红,贾兆公,等.燃气管线置换及反置换的安全 性及经济性分析[J].煤气与热力,2002,22(4):352-353.