1、第十四节第十四节 管线的试运投产管线的试运投产 n管道在由竣工转入正式输油输气之前，必须经过试运投产阶段。试运投产的任务是在各个单项工程质量检查合格，单机通过运转检验，并做必要的调整的基础上，对管道工程各个系统进行正式运转前的综合动态检验，创造管道正式输油输气的条件。n试运投产是施工与生产的过渡阶段，对于管道能否顺利投产影响很大。它需要事先制订周密的符合实际情况的方案，由生产、施工与设计等方面配合，在统一领导下进行。n下面分别介绍成品油管道、天然气管道和原油管道的投产程序。一、成品油管道的试运投产n成品油管道的投产方式有“空管投油方式”和“油顶水投油方式”两种。空管投油方式一般是管线已完成试压
2、、清扫等工序，管线内无水，管道投产时，油顶氮气，氮气顶空气，油头与氮气之间加装“注塞式清管器”，空气与氮气之间不加任何隔离装置的一种投油方式，空管投油应在全线各站场联合试运合格以后进行投油。空管投油方式一般用在寒冷冬季投产；管线上水或排水有困难的情况下；及地势高差不大的原油和成品油管道投产。油顶水投油方式是在管道输水联合试运合格之后，向管道内泵入油品，靠油品压力顶替管道中水的一种投油方式，该方法常用于地形起伏较大的原油和成品油管道投产。n成品油管道试运投产程序为：投产准备站内各系统试运全线输水联合试运管道投油油品分输（分注）。一、成品油管道的试运投产1管道投产应具备的条件管道投产应具备的条件管
3、道工程（含阀室，收发球筒）已机械完工，并取得机械完工证书，管道回填已达到设计要求；泵站和管道终端设施已机械完工，预试运合格，已颁发交工证书；投产方案已经编制完成，并得到业主的批准，投产领导小组已经成立；通球指示器的校准和试验符合要求且有关的阀门能按照逻辑动作，隔离球已经送到现场；线路阀室和能够投运的泵站预试运验收报告符合要求，全部干线上的阀门均处于全开状态；各种安全保护设施配备齐全到位，并已按照设定值进行了调整和标定，水击泄放系统畅通；一、成品油管道的试运投产2站内试运站内试运站内试运的目的就是在整个管道系统运行之前，让各设备单体均达到完好状态，并确保管道洁净、畅通。具体内容包括：各站场内的工
4、艺管线、储罐、泵、各类阀门、计量系统、消防设施、电力系统、自控系统、清管器收发装置、阴极保护、生活设施等试运。沿线各个线路阀室的各类阀门的可靠性、严密性及灵活性确定，自动截断阀、减压装置远控及高点压力监测站的可靠性验证。一、成品油管道的试运投产3输水联合试运输水联合试运n为确保管道在输送成品油前各设备及整个系统能够进入稳定工作状态，必须进行管道的试压、输水联合试运，它是进一步检验管线、输油设备、减压装置、自控系统等的技术性能和可靠性的重要保障。n内容包括：管道上水；管道试压；各输油主泵运行，完成一次各站间的清管；正常停输试运；干线紧急截断阀故障关闭等几种水击工况的试运，检验保护系统的可靠性。4
5、管道投油管道投油n在试运顺利完成的基础上，进行油水置换过程，即管道正式投产始。5油品分输（注）油品分输（注）n根据管道沿线油品需求和储油设备情况，开始对已进入管道的油品进行分输，管线进入油品分输工况。或从各个加注站向管道注入油品，管道进入油品分注状态。一、成品油管道的试运投产6管道投产试运应注意的问题管道投产试运应注意的问题n通信约定在全线各站设置专用电话和无线电台，并由专人值守，保持全天通讯畅通。投产期间，无线电台和固定电话为正常通讯工具，卫星电话作为应急备用通讯工具。n指挥约定 管线的投产必须实行高度集中的统一调度指挥，总指挥由业主人员担任，副总指挥由各施工方项目经理担任，监理组在投产总指
6、挥的直接领导下负责监督现场调试和投产期间的各项工作。一、成品油管道的试运投产n管线投产的背压管线投产的背压建立背压的必要性建立背压的必要性 对地形起伏多、落差大的成品油管道，油品过高点后，不满流现象对地形起伏多、落差大的成品油管道，油品过高点后，不满流现象在空管状态下极易造成油品汽化。另外，多起伏地段，低点处水完在空管状态下极易造成油品汽化。另外，多起伏地段，低点处水完全清理干净有困难，油水易发生乳化，形成非常充分的油水混合全清理干净有困难，油水易发生乳化，形成非常充分的油水混合物，到达末站后很难通过沉降等方法处理。鉴于上述原因，可采用物，到达末站后很难通过沉降等方法处理。鉴于上述原因，可采用
7、油顶水的方式投产。油顶水的方式投产。建立背压的方法和措施建立背压的方法和措施 注水注水 背压注水段的排气建立背压背压注水段的排气建立背压一、成品油管道的试运投产n投产收发球过程中的常见故障及处理措施 二、输气管道的试运投产1投产程序投产程序n天然气管道投产采用氮气置换投产方式进行。n氮气置换投产程序为：站间清管、站间及站内管道干燥投产前准备工作注氮气管道、场站和阀室的氮气与天然气的置换全线升压和检漏向下游用户试供气。2投产置换必须具备的条件投产置换必须具备的条件n天然气管道投产必须具备气源条件、工程完工条件和站场设备条件。3天然气管道投产置换天然气管道投产置换n天然气管道投产置换工艺包括注氮与
8、封存、氮气置换和天然气置换三个工序。二、输气管道的试运投产n注氮及封存 如果采用向管道注入氮气后立即进天然气进行置换的方式，在液氮运输、加热以及注氮气过程中若出现意外情况，就会影响整个投产计划，在此情况下可以采用注氮封存工艺。注氮封存工艺就是把管道投产所需的氮气全部注入首站与某个截断阀室之间的管段，然后进行氮气置换与天然气置换工艺。注氮时要打开该截断阀室的放空阀，在阀室上游压力表处每3分钟检测一次含氧量，时间间隔逐渐缩短。当检测到氮气空气混气段气头时，记录时间，继续检测。当含氧量降至2%时，关闭放空阀，氮气和空气的混合气体已全部放空，注氮工作完成。二、输气管道的试运投产n氮气置换与天然气置换升
9、压从气源向管道注入天然气，在气源压力作用下天然气推动氮气、氮气推动空气沿管道不断前进。在沿管线各个放气点不断放出空气，不断检测各放气点的含氧量，判断氮气与空气界面的位置，当含氧量降至2%时，关闭放气阀，该监测点以前管道的氮气置换工作完成。天然气天然气与氮气混合物氮气氮气与空气混合物空气气体流动方向天然气管道投产置换过程中混气段分布图 二、输气管道的试运投产n有隔离球时投产置换 用氮气推清管器进入管线，形成一定长度的氮气段后，再由天然气推清管器进入管线。最后管线中形成压缩空气段、氮气段及天然气段，沿管线不断前进，完成整个管线的投产置换过程。置换过程中站场的置换程序与无隔离球时的置换程序相同。二、
10、输气管道的试运投产4天然气管线投产时事故预测及处理措施天然气管线投产时事故预测及处理措施n投产风险预测投产期间可能发生的事故有：一般故障、管线小型漏气、管道爆裂、氮气、天然气窒息、硫化氢中毒，以及由于地震、山体滑坡或泥石流造成的管道事故等。n管线小型漏气的处理 小型漏气指的是管道本体、焊缝及阀门、法兰连接处，因出现砂眼、裂缝、密封不严等而引起的程度不很严重的漏气，这类漏气可采用打卡堵漏、紧固法兰螺栓、更换垫片等方式解决。n管道爆裂，天然气大量外泄事故 此事故可能在升压过程中发生，一旦事故发生，总调度室应立即组织各方面的力量，及时准确地确定事故地点。二、输气管道的试运投产n氮气、天然气引起窒息的
11、预防及急救措施 氮气引起的窒息 天然气引起的窒息 预防措施 对有可能存在漏气的工作区或氮气放空区，必须做好氮气及天然气的检测和场地的通风。急救措施一旦发生窒息事故，应及时将窒息者撤至空气新鲜处，让窒息者呼吸氧气进行急救，严重者可进行现场人工呼吸，并送医院抢救，在转送途中要尽可能地继续进行抢救。二、输气管道的试运投产n硫化氢中毒的预防及急救措施 硫化氢中毒硫化氢为无色具有臭鸡蛋味的气体，比空气重，在空间易聚积，不易飘散。预防措施 对有可能存在漏气的工作区，必须做好天然气的检测和场地的通风。急救措施 一旦发生硫化氢中毒事故，应及时将中毒者撤至空气新鲜处，严重者可进行现场人工呼吸，并送医院抢救，在转
12、送途中要尽可能地进行继续抢救。二、输气管道的试运投产n场站防雷及防静电措施 静电产生的途径很多，静电产生的电压可高达几万伏，在有可燃气体外泄的场所，随时可能发生燃烧或爆炸。雷电是大自然的静电放电现象，建筑物遭雷击时，会产生极高的过电压和极大的过电流，可能造成建筑物的毁坏，导致火灾和爆炸。由此可见雷电会危及输气管道和设备，造成天然气的外泄、燃烧和爆炸。预防措施：投产期间严格禁止无关人员进入场站，现场工作人员必须穿戴防静电服，应该使用防爆工具的场所严禁使用非防爆工具，应该有接地的地方必须接地。n场站紧急情况处理 工艺站场一旦发生大量的天然气泄漏时，应立即关闭漏气点上下游截断阀，将漏气管段的天然气放
13、空，及时向生产调度部门通报情况。站场内切断所有电源，灭绝所有火源。二、输气管道的试运投产n山体滑坡或泥石流造成管道事故处理 山体滑坡和泥石流容易造成的管道事故有：埋设管道被拉断或切断、管线移位、管线扭曲变形或塑性变形等。投产期间，对重要地段的管线，应加强巡线检测。一旦事故发生，立即通知调度长和投产领导小组，迅速派人到现场弄清情况，向调控中心提供信息和初步资料，以便确定事故的抢修方案。n地震事故处理 地震常引发下列管线事故：建筑物或自然物砸坏管道；隧道崩塌毁坏管道；管道跨越处支撑倒塌或变形破坏管道；地面裂缝或地震断层的反复拉伸、压缩以及地基液化、地基不均匀下沉使管道变形、断裂；管线错位、拉断、撞
14、击、摩擦着火；埋地管道与地面管线相交处断裂；管架倾斜、损坏；阀门、法兰、垫片破损，天然气大量泄漏等。临震预报发布后，要加强对管道及穿跨越地段的巡回检查，维抢修队做好抢修准备。加强与当地地震部门、天气预报部门的协作，及时了解情况，提前做好预防措施。三、原油管道投产1试运投产的内容与程序试运投产的内容与程序 n试运投产的程序一般分为：泵站(加热站)单体工程试运与整体试运、清扫干线、预热干线(热输管道)，以及投油。n主体工程试运机泵 储罐 加热炉 变配电系统 干线 n其它工程 其它工程有通信、供水、供热等工程 三、原油管道投产2埋地热输管道的预热起动方法埋地热输管道的预热起动方法n刚建好尚未投产的埋
15、地管道，其管壁的温度和周围土壤的自然温度相同。当热介质(热水或热油)开始进入管道时，因为热介质的温度比管壁温度高得多，热介质中的热量就流向管壁及其周围土壤，使管壁和周围土壤的温度逐渐升高。与此同时，热介质的温度相应下降。此时，管道及其周围土壤与远处土壤及地面的温差很小，管道往远处土壤及地面散失的热量很小。热介质的热量使管道及其附近土壤的温度上升，使周围土壤蓄积了热量。n随着热介质与管道周围土壤温差的逐步减小，从热介质流向后者的热量越来越少，而管道附近土壤向远处土壤的传热量则逐渐加大。当土壤温度升高到一定程度时，从热介质向周围土壤的散热量与后者向远处土壤的散热量都不再随时间而变，各处土壤的温度不
16、再随时间变化。这时，管道周围土壤就建立了新的稳定温度场。三、原油管道投产n如果所输热介质是原油，当原油温度降低到过分低的程度，就有可能发生原油在管道中凝固，或者因为原油粘度过大输送压力超过泵机组能力与管道强度，以致无法输送的重大事故。通过预热，使管道沿线周围土壤建立稳定温度场，使管道所输送原油的温度降低后的最低值不小于规定的数值。在这限定的温度条件下，原油能够顺利地输送。这就是热输管道敷设完毕，初次输油之前必须预热的原因。n热输管道不经过预热就直接输入高粘度或高凝固点原油的做法，叫做“冷投”。“冷投”虽然能节省费用和时间，但不够安全，在一般情况下是不允许采用的。只有在较短的管道，土壤温度较高的季节，经计算热力和水力条件有保障的情况下，才可采用“冷投”。这是一种在特殊条件下才能采纳的投产方案。三、原油管道投产n通常可以用来进行管道预热的介质有三种。水、低粘度和低凝固点原油以及掺加稀释剂或降凝剂的原油。n预热的效果根据热力条件来判断。当预热过程中推算的全线总传热系数小于34w(m2)，并且进站热水温度高于原油凝固点68，预热过程即可结束，转入投油。如果所用预热介质为低凝固点原油或加稀释剂、降凝剂的原油，当推算的总传热系数小于上述值，并且进站油温高于原油凝固点35时，即可转入正常输油。
