燃氣管道投產(chǎn)置換——管道的輸送能力與置換清管作業(yè)
一、輸氣管道及管道輸送能力
(一)輸氣管道的特點
天然氣的管道輸送系統(tǒng)具有密閉性、連續(xù)性特點，在其建設和調(diào)度管理的過程中必須綜合各因素統(tǒng)一管理。天然氣的生產(chǎn)過程是相對穩(wěn)定的，不同時刻、不同季節(jié)的用戶用氣量是有變化的，這就要求管道系統(tǒng)具有儲氣功能，輸氣管線的儲氣量與管線長度、容積、壓力、輸氣量有關(guān)。天然氣管道輸送與壓縮天然氣、液化天然氣的車船運輸方式相比，管道輸送輸量大。管道輸送與交通輸送相比，在費用上隨距離、壓力等條件變化而變化。
(二)溫度與管道輸送能力的關(guān)系
輸氣管線內(nèi)天然氣溫度太高，會破壞管道的防腐層。輸氣管線內(nèi)溫度太低，將使管內(nèi)形成水合物。管道輸送能力隨管道輸送氣體的溫度升高而降低。
(三)壓力與管道輸送能力的關(guān)系
一般在輸氣管線前四分之三管段上壓力損失約占一半。輸氣管線的某一點壓力與起點壓力、末點壓力和管線的長度有關(guān)。通過比較輸氣管線的實測壓降曲線與理論計算的壓降曲線，可以發(fā)現(xiàn)輸氣管線工作是否正常。通過提高管道
起點壓力和降低末點壓力都能夠提高管道的輸送能力。
二、清管作業(yè)
清管是保證輸氣管道能夠長期在高輸量下安全運轉(zhuǎn)的基本措施之一。輸氣管道的清管不僅是在輸送油氣前清除殘留在管內(nèi)的各種雜物，而且還可以在輸送過程中清除管道內(nèi)壁上的石蠟、凝聚物及其他各類沉積物。
(一)清管的設備組成
清管器是清管系統(tǒng)最根本的組成之一，在氣流的推動下，它能掃除管內(nèi)的沉積物。清管站內(nèi)設置有收發(fā)球裝置，可清除管線內(nèi)的污水污物。利用發(fā)球裝置，清管站可向下游輸氣干線內(nèi)發(fā)送清管器。
(二)清管器的分類與功用
清管器是放入輸氣管中，在前后壓差推力作用下，沿管線運動而清除管內(nèi)積水、腐蝕粉塵等污物的清管設備。清管器的具體形式很多，從結(jié)構(gòu)特征上可區(qū)分為清管球、皮碗清管器和塑料清管器三類。任何清管器都要求具有可靠的通過性能(彎頭、三通和管道變形的能力)、足夠的機械強度和良好的清管效果。輸氣干線目前使用的清管器主要有橡膠清管球和皮碗清管器。
1.橡膠清管球
輸氣干線在輸氣生產(chǎn)情況下清管時，使用的清管器主要是清管球。橡膠清管球是一個外徑比管子內(nèi)徑大2%的球體，用氯丁橡膠制成，當管徑≥200mm時，采用空心球體，壁厚為30～50mm,球上有1個可以密封的注水排氣孔。使用時向球內(nèi)灌水，以排凈空氣。管道溫度低于0℃時，清管球內(nèi)應灌注低凝固點液體，以防凍結(jié)。清管球灌水加壓膨脹之后，其過盈量(球的外徑比管子內(nèi)徑偏大的百分數(shù))為4%～8%。清管球的變形能力很好，可在管道內(nèi)做任意方向的轉(zhuǎn)動，很容易越過塊狀物體的障礙，通過管道變形。清管球不能定向攜帶檢測儀器，也不能作為他們的牽引工具。清管球也是一種清管器，也可以稱為球形清管器。
為了保持清管球在管道內(nèi)的密封性較好，同時推球的壓差不能太大，一般使其過盈量在3%～5%的范圍。
2.皮碗清管器
皮碗清管器由橡膠皮碗、壓板法蘭、向?qū)骱桶l(fā)信號護罩等組成。我國輸氣干線上使用的皮碗清管器長度一般為管徑的1.25~1.35倍。
皮碗清管器由一個剛性骨架和前后兩節(jié)或多節(jié)皮碗構(gòu)成。它在管內(nèi)運行時，保持著固定的方向，所以能攜帶各種檢測儀器和裝置。清管器在皮碗不超過允許變形的狀況下，應能夠通過管道上曲率最小的彎管和最大的管道變形。清管器通過能力的一般技術(shù)條件有：管道彎曲的最小半徑，三通與分支狀況，管道的最大允許變形等。
泡沫塑料清管器是表面涂有聚氨酯外殼的圓柱形塑料制品。它是一種經(jīng)濟的清管工具。與剛性清管器比較，它有很好的變形能力與彈性。它不會對管道造成損傷，尤其適用于清掃帶有內(nèi)壁涂層的管道。泡沫塑料清管器的過盈量一般為24mm。
清管設施宜設置在輸氣站內(nèi)，其間距一般為100km。清管器在管內(nèi)的運行速度一般為4～8km/h。清管收發(fā)球筒的直徑比輸氣管線的公稱直徑大2～3級。清管收發(fā)裝置上排污閥的作用是排污。
(三)清管球作業(yè)的質(zhì)量要求
清管球作業(yè)通球次數(shù)不應少于2次。清管時的最大壓力不得超過管線設計壓力。清管器的運行速度一般宜控制在12～18km/h。
清管器對管道的要求：
(1)管道的管徑必須一致，且管壁厚度相差不宜超過2mm。管道應采用沖壓彎頭，其曲率半徑≥2.5DN。鋼管焊接應做到內(nèi)壁齊平，內(nèi)壁錯邊量不大于2mm。
(2)管道支管用焊接三通時，支管與干管連接處的焊口應內(nèi)壁齊平，不得將支管插入干管焊接。
(3)管線上的截斷閥、控制閥應采用球閥，且清管時應處于全開狀態(tài)。清管監(jiān)聽點的設置以管道全面調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)。一般情況下，第一個監(jiān)聽點應距發(fā)球筒0.5～1.5km,最末一個應距收球裝置1~2km。在中間閥室、支線、穿跨越、高程差較大地點一般應設置監(jiān)聽點。
通球應做好原始記錄，記錄好通球時間、壓力變化、排氣口氣流發(fā)生的變化以及吹掃出的雜質(zhì)情況。當清管球在管道中順利通過，并且排氣口無任何雜物，即為合格。
三、分段吹掃方法
對于長距離的燃氣管道吹掃宜采用分段吹掃，分段吹掃的方法主要有吹掃車吹掃、爆破吹掃和蒸汽吹掃。分段吹掃一般要求用起點壓力為0.1MPa的壓縮空氣進行吹掃。爆破吹掃指當管內(nèi)空氣壓力達到0.3～0.4MPa時，使牛皮紙突然爆破，管內(nèi)空氣突然卸壓，體積膨脹，形成流速較高的氣流，從排氣口噴出并將泥土、鐵銹與垃圾等帶出。爆破吹掃一般要連續(xù)進行3~4次，直至無塵土排出為止。高壓離心通風機全壓較低，一般吹掃管段長度為1.0km左右。
