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1、燃气工程建设与安全管理 管道燃气工程,张增刚,山东建筑大学副教授、硕士生导师、工学博士 煤气与热力杂志社编委委员 山东省住房和城乡建设厅专家委员会委员 山东省土木建筑学会燃气专业委员会委员 山东一通工程技术服务有限公司总经理、国家注册动力设备师 联系电话：18663788971 E-mail:,目录,一、城镇燃气气源 二、长输系统的运行管理 三、城镇燃气管网及其附属设施的运行管理 四、天然气门站、调压计量站的运行管理,一、 城镇燃气气源,1.1燃气的种类,人工燃气 干馏煤气、气化煤气、油制气和高炉煤气等 天然气 纯天然气、凝析气田气、石油伴生气、矿井气 液化石油气,1.2燃气的质量标准,城镇燃
2、气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求。GB50028,3.2.1(1),1.2燃气的质量标准,天然气的质量指标应符合下列规定： 1）天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准天然气GB17820的一类气或二类气的规定； 2）在天然气交接点的压力和温度条件下； 天然气的烃露点应比最低环境温度低5； 天然气中不应有固态、液态或胶状物质。 GB50028,3.2.2,1.2燃气的质量标准 天然气（GB17820),1.2燃气的质量标准,液化石油气质量指标应符合现行国家标准油气田液化石油气GB9052.1 或液化石油气GB11174 的规定； GB5002
3、8,3.2.2,1.2燃气的质量标准 液化石油气（GB11174),1.2燃气的质量标准,液化石油气与空气的混合气做主气源时，液化石油气的体积分数应高于其爆炸上限的2倍，且混合气的露点温度应低于管道外壁温度5。硫化氢含量不应大于20mg/m3。 GB50028,3.2.2,1.2燃气的质量标准,压缩天然气加气站进站天然气的质量应符合现行国家标准天然气GB17820中规定的II类气质标准和压缩机运行要求的有关规定。增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量，必须符合现行国家标准车用压缩天然气GB 18047的规定。 GB50156,8.1.1,1.2燃气的质量标准 车用压缩天然气 （GB1804
4、7),1.3燃气的加臭,城镇燃气应具有可以察觉的臭味。 加臭剂的最小量应符合下列规定： 对于无毒燃气在相当于爆炸下限的20%的浓度时应能察觉，对于有毒燃气达到允许有害浓度之前应能察觉。 对于以一氧化碳为有毒成份的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02%（体积分数）时，应能察觉。（GB50028 第3.2.3条）,二、长输系统的运行管理,2.1 长输系统的构成,长距离输送系统通常由集输管网、气体净化设备、起点站、输气干线、输气支线、中间调压计量站、压气站、燃气分配站、管理维修站、通讯和遥控设备、阴极保护站或其它电保护装置等组成。,2.1 天然气长输系统的构成,天然气处理厂,天然气处理厂的作用是净化
5、处理天然气中超标的硫化氢、二氧化碳、凝析油的含量和含水量。,起点站,来自集气管线或天然气处理厂天然气进入起点站，在这里进行除尘、调压、计量后进入长距离输气管线。,起点站,燃气分配站（门站）,燃气分配站是长距离输气干线或支线的终点站，亦称门站或终点调压计量站，是城镇、工业区分配管网的气源站。 任务是接收长输管线输送来的燃气，经过除尘，将燃气压力调至城市高压环网或用户所需要的压力，计量和加臭后送入城镇或工业区的管网。 门站流程：天然气长输管线清管球接收装置分离装置过滤装置调压装置计量装置加臭装置进城市管网。,燃气分配站,输气干线及线路选择,输气干线 1中间压气站； 2清管球收发装置； 3阴极保护装
6、置； 4截断阀室及安全放散装置； 5线路标志； 6燃气管道：管道壁厚，管道的轴向应力计算和当量应力校核，管道径向稳定性校核。,输气干线及线路选择,输气管路线路选择 1输气管线其它建构筑物的防火间距问题 2管线尽量取直 3避免穿越某些重要地段和大型障碍物等 4管线两侧应划定防护地带 5穿越铁路、大型公路时应设套管 6其它要求按照GB50251执行,2.2高压输气管道的运行投产,试运投产应具备的条件 1）成立由建设、运行、设计、施工及供气、用气等单位组成的试运投产领导机构，明确职责范围，确定现场调度指挥者，统一指挥、协调全线的试运投产工作。 2）管道线路工程、站场工艺、电气、仪表、自动化、通信、消
7、防及各项公用工程，按有关施工及验收规范验预验收合格。 3）由建设单位按试运行投产方案的要求组织编制试运投产方案，并呈报主管部门审查批准。,2.3高压输气管道的运行管理,管道的维护修理 1）管道保护应执行石油天然气管道保护法。 2）管道保护应由专业人员管理。定期进行巡线，雨季或其他灾害发生时要加强巡线检查。巡线检查内容包括： 埋地管线无裸露，防腐层无损坏； 跨越管段结构稳定，构配件无缺损，明管无锈蚀； 标志桩、测试桩、里程桩无缺损； 护堤、护坡、护岸、堡坎无垮塌；,2.3高压输气管道的运行管理,管道两侧各5m线路带内禁止种植深根植物，禁止取土、采石和构建其他建筑物等； 管道两侧各50m线路带内禁
8、止开山、爆破和修筑大型建筑物、构筑物工程。 3）穿越管段应在每年汛期过后检查，每2年4年应进行一次水下作业检查。检查穿越管段稳管状态、裸露、悬空、位移及受流水冲刷、剥蚀损坏情况等。检查和施工宜在枯水季节进行。,三、城镇燃气管网及其附属设施的运行管理,3.1运行管道试压,强度试验 强度试验前应具备下列条件： （1）试验用的压力计及温度记录仪应在校验有效期内； （2）试验方案已经批准，有可靠的通信系统和安全保障措施，已进行了技术交底； （3）管道焊接检验、清扫合格； （4）埋地管道回填土宜回填至管上方0.5m 以上，并留出焊接口。,3.1运行管道试压,强度试验应符合下列要求： （1）管道应分段进行
9、压力试验，试验管道分段最大长度宜按表3-1执行。,3.1运行管道试压,（2）管道试验用压力计及温度记录仪表均不应少于两块，并应分别安装在试验管道的两端。 （3）试验用压力计的量程应为试验压力的1.52 倍，其精度不得低于1.5 级。 （4）强度试验压力和介质应符合下表 的规定。,3.1运行管道试压,（5）水压试验时，试验管段任何位置的管道环向应力不得大于管材标准屈服强度的90。架空管道采用水压试验前，应核算管道及其支撑结构的强度，必要时应临时加固。试压宜在环境温度5以上进行，否则应采取防冻措施。 （6）水压试验应符合现行国家标准液体石油管道压力试验GB/T 16805 的有关规定。 （7）进行
10、强度试验时，压力应逐步缓升，首先升至试验压力的50，应进行初检，如无泄漏、异常，继续升压至试验压力，然后宜稳压lh 后，观察压力计不应少于30min，无压力降为合格。,3.1运行管道试压,（8）水压试验合格后，应及时将管道中的水放(抽)净，并按城镇燃气输配工程施工及验收规范（CJJ 332005）第12.2 节的要求进行吹扫。 （9）经分段试压合格的管段相互连接的焊缝，经射线照相检验合格后，可不再进行强度试验。,3.1运行管道试压,严密性试验 （1）严密性试验应在强度试验合格、管线全线回填后进行。 （2）试验用的压力计应在校验有效期内，其量程应为试验压力的1.52 倍，其精度等级、最小分格值及
11、表盘直径应满足表3-3的要求。,3.1运行管道试压,（3）严密性试验介质宜采用空气，试验压力应满足下列要求： 1）设计压力小于5kPa 时，试验压力应为20kPa。 2）设计压力大于或等于5kPa 时，试验压力应为设计压力的1.15 倍，且不得小于0.1MPa。 （4）试压时的升压速度不宜过快。对设计压力大于0.8MPa 的管道试压，压力缓慢上升至：30和60试验压力时，应分别停止升压，稳压30min，并检查系统有无异常情况，如无异常情况继续升压。管内压力升至严密性试验压力后，待温度、压力稳定后开始记录。,3.1运行管道试压,（5）严密性试验稳压的持续时间应为24h，每小时记录不应少于1 次，
12、当修正压力降小于133Pa为合格。 （6） 所有未参加严密性试验的设备、仪表、管件，应在严密性试验合格后进行复位，然后按设计压力对系统升压，应采用发泡剂检查设备、仪表、管件及其与管道的连接处，不漏为合格。,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,（1）对地下燃气管道的巡查内容 1）在燃气管道设施的安全保护范围内不应有土壤塌陷、滑坡、下沉、人工取土、堆积垃圾或重物、管道裸露、种植深根植物及搭建建(构)筑物等； 2）管道沿线不应有燃气异味、水面冒泡、树草枯萎和积雪表面有黄斑等异常现象或燃气泄出声响等；有上述现象发生时，应查明原因并及时处理； 3）对穿越跨越处、斜坡等特殊地段的管道，在暴雨、大风或其
13、他恶劣天气过后应及时巡查；,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,4）在燃气管道安全保护范围内的施工，其施工单位在开工前应向城镇燃气供应单位申请现场安全监护。对有可能影响燃气管线安全运行的施工现场，应加强燃气管线的巡查与现场监护，可设立临时警示标志；施工过程中造成燃气管道损坏、管道悬空等，应及时采取有效地保护措施； 5）对燃气管道附件丢失或损坏，应及时修复。,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,（2）地下燃气管道的泄漏检查应符合下列规定 1）高压、次高压管道每年不得少于1次； 2）聚乙烯塑料管或设有阴极保护的中压钢管，每2年不得少于1次； 3）铸铁管道和未设阴极保护的中压钢管，每年不得少
14、于2次； 4）新通气的管道应在24h之内检查1次，并应在通气后的第一周进行1次复查。,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,（3）地下燃气管道的检查应符合下列规定： 1）泄漏检查可采用仪器检测或地面钻孔检测，可沿管道方向和从管道附近的阀门井、窨井或地沟等地上(下)建(构)筑物检测。 2）对燃气管道设置的阴极保护系统应定期检测，并应做好记录；检测周期及检测内容应符合下列规定： 牺牲阳极阴极保护系统、外加电流阴极保护系统检测每年不少于2次； 电绝缘装置检测每年不少于1次； 阴极保护电源检测每年不少于6次，且间隔时间不超过3个月；,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,阴极保护电源输出电流、电压
15、检测每日不少于1次； 强制电流阴极保护系统应对管道沿线土壤电阻率、管道自然腐蚀电位、辅助阳极接地电阻、辅助阳极埋设点的土壤电阻率、绝缘装置的绝缘性能、管道保护电位、管道保护电流、电源输出电流、电压等参数进行测试； 牺牲阳极阴极保护系统应对阳极开路电位、阳极闭路电位、管道保护电压、管道开路电位、单支阳极输出电流、组合阳极联合输出电流、单支阳极接地电阻、组合阳极接地电阻、埋设点的土壤电阻率等参数进行测试； 阴极保护失效区域应进行重点检测，出现管道与其他金属构筑物搭接、绝缘失效、阳极地床故障、管道防腐层漏点、套管绝缘失效等故障时应及时排除。,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,3）在役管道防腐涂
16、层应定期检测，且应符合下列规定： 正常情况下高压、次高压管道每3年进行1次，中压管道每5年进行1次，低压管道每8年进行1次； 上述管道运行10年后，检测周期分别为2年、3年、5年； 已实施阴极保护的管道，当出现运行保护电流大于正常保护电流范围、运行保护电位超出正常保护电位范围、保护电位分布出现异常等情况时应检查管道防腐层； 可采用开挖探坑或在检测孔处通过外观检测、粘结性检测及电火花检测评价管道防腐层状况；,3.2城镇燃气管网及其附属设施定期检查,管道防腐层发生损伤时，必须进行更换或修补，且应符合相应国家现行有关标准的规定。进行更换或修补的防腐层应与原防腐层有良好的相容性，且不应低于原防腐层性能。 4）应对沿聚乙烯塑料管道敷设的可探示踪线及信号源进行检测。 5）运行中的钢制管道第一次发现腐蚀漏气点后，应对该管道选点检查其防腐涂层及腐蚀情况，并应针对实测情况制定运行、维护方案；钢制管道埋设20年，应对其进行评估，确定继续使用年限
