中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司 河南郑州 451450
前言:由于属于全国首条甲醇管道,尚无实际经验,如果在甲醇前面用水推进,甲醇与水相融排放时将污染环境,且浪费大量的甲醇,不能保证管道内部的干燥指数,影响管道内输送的甲醇纯度,因此,考虑采用氮气置换或其他物理方法来解决。
关键词:甲醇 置换
一、管线干空气干燥技术措施
1.1 管道干燥施工前的准备工作本工程采用干空气干燥法进行整体管道干燥施工,干空气干燥法是大自然中空气进入干燥机进行脱水,达到露点为-40℃时的空气对管道进行干燥, 在各检测点处测定各处露点,当露点温度持续一时间段低于-20℃时,干燥就完成了。管道干燥工作在下述工作完成并合格后进行:
a.管道水压试验排水合格;
b.干燥前应进行管道扫水检验,通泡沫清管器进行扫水验收,清管器在发射前和接受后进行称重,连续两个新泡沫清管器增加的重量应小于(1.5DN/1000)kg,即0.75Kg为合格。
c.管线全线连头完成;
d.首站、末站工艺管线安装试压合格;
e.线路工程管道主体与工艺站场管线相连接并合格。
1.2 管道干燥施工技术要求
根据SYT 4114-2016《天然气输送管道干燥施工技术规范》相关规定,将末端露点低于-20℃作为最终干燥合格标准。
1.3 干燥施工程序
施工准备→初步擦拭→初步干燥→中间擦拭→深度干燥→密闭试验→干燥验收→验收与密封保护
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1.4 干空气干燥
首末两端可使用站内的收、发球装置也可以使用临时收发球筒装置,将空气压缩机、干燥器与收发球装置正确连接。现场值班房、空压机、干燥器等设备的摆放要合理。
安装干燥系统,干燥器入口接空压机出口,干燥器出口接发球筒进气阀,调试系统,使空压机与干燥器正常工作,出口露点达到-40℃以下。
用露点低于-40℃的干空气推动泡沫清管器对管道进行微正压(0.02—0.08Mpa)吹扫,通过反复发射泡沫清管器,将管中剩余积水带出,直至露点达到-20℃以下,符合干燥标准。
吹扫过程如下图所示:
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1.4.1初步擦拭
通过干燥设备提供的干空气带动泡沫清管器进行初步擦拭。利用泡沫清管器的吸水作用把少量的水带出管道。通过不断擦拭,如果泡沫清管器含水少,增重不明显,则开始进行下一道工序—初步干燥。
1.4.2初步干燥
初步干燥是利用露点在-40℃以下的干空气持续吹扫,通过干空气与潮湿空气在管道的置换以达到降低管道内空气露点的目的。在吹扫过程中末端用露点仪监测出口处露点。直到管道末端出口处的露点低于环境温度5℃,初步干燥结束。
1.4.3中间擦拭
由于管道中的水分布不均匀,特别是段落起伏时,仍然在地势低洼处有水。通过再发送泡沫清管器,将低洼处的少量水推成水膜摊在管道内表面上并吸收管道中残留的水。直到推出的泡沫清管器干燥无水,中间擦拭完成进入深度干燥阶段。
1.4.4深度干燥
进一步利用露点在-40℃以下的干空气吹扫,降低管道内空气露点,在吹扫过程中同时在末端用露点仪监测出口露点,如果末端出口处的露点连续5小时低于-20℃则深度干燥结束。
1.4.5密封稳定观察
干燥后的管道内完全为干燥空气,此时关闭首末两端阀门密封4小时(使管道处于微正压50Kpa-70Kpa)。
1.5 干燥验收
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干燥过程中,露点逐渐降低,当降低到-20℃露点后,露点的变化将不再明显,管道达到干燥密闭标准,开始密闭,密闭4个小时后,在末端进行检验,如果露点上升不超过3℃,且不高于-20℃,则检验合格,反之继续用干空气吹扫,直到验收合格。干燥过程中露点变化示意图如上:
1.6 干空气封存
管道全线干燥完成后,用露点低于-40℃的干空气填充至0.02~0.05Mpa微正压封存,设备调离施工现场,干燥施工结束。
二、实施过程
二、氮气置换技术措施
线路在干燥完毕后投产前,进行氮气置换,本工程氮气置换拟采用液氮通过汽化器进行氮气填充置换。
液氮填充主要设备包括:液氮设备、汽化器,测验仪器为测氧仪。
氮气填充施工程序包括施工准备→氮气置换→密闭试验→氮气置换验收→验收与密封保护。
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2.1 施工准备
根据工艺流程确定置换点,将液氮设备通过汽化器与线路及站场连接妥当,检查所有连接件的密封情况;氮气置换前,关闭收发球装置及站场内工艺管道上的各个阀门,以免氮气泄露。末端氮气放散口排气阀进行持续监测。
2.2 线路氮气置换
对线路进行氮气置换,置换点选择在收发球装置处。置换时,打开进气口阀门,液氮经过汽化器汽化成为氮气进入管道,巡逻人员在末端使用测氧仪持续检测,氮气气头到达时,检测其纯度,若氧含量在2%以下时,则可以关闭末端放散口排气阀。
2.3 验收
验收时,管线密闭稳定2小时后,用测氧仪测量管道内含氧量不超过2%,氮气置换验收合格。
2.4 密封保护
注氮后,保持注氮范围内氮气压力高于微正压,并且密封保护,防止氮气泄露。
三、甲醇管线吹扫标准及注意事项
3.1吹扫、置换前的准备工作:
成立由建设单位为主体的吹扫冲洗领导小组,并编写《管线吹扫、冲洗》方案。
配备专业技术人员、操作人员负责吹扫、冲洗工作。
管道在吹扫冲洗前,对安装在管道上的孔板、节流阀、调节阀、安全阀、仪表等应提前拆除或采用旁通、临时短管等措施加以保护。
吹扫、冲洗前应检查管道支吊架的牢固程度,对不安全的部位加固。
吹扫、冲洗前在施工区域内设置告示牌或禁区,做好安全防护工作。
3.2管道吹扫冲洗标准及要求。
甲醇、硫酸、碱液等介质在使用后进行吹扫、冲洗时应先将管道内所有甲醇等介质排放干净,然后采用水洗、蒸汽蒸干的程序进行。需排放的介质不得随意排放,应在固定点排放并回收。
如果是新建管道应采用空气先吹扫,然后使用水进行冲洗的程序进行。排水时,注意管道内不要形成负压。
3.3对于奥氏体不锈钢材料的管道,为防止氯离子(CL-)聚集而发生设备、管道应力腐蚀破裂,需采用去离子水冲洗。
3.4管道水冲洗应保持一定的压力和流速,一般不得低于1.5m/s。
3.5使用空气吹扫,压力不能超过管道设计压力,流速不得小于20m/s。对于现场气源较小的情况,可采用分段吹扫法,吹扫完一段与系统隔离一段,确保吹扫质量。
3.6管道公称直径≥600mm的液体或气体管道应采用人工进行清理。
3.7管道吹扫应逐条管道单独进行,先主管、再支管,吹干净一条再吹另一条,确保吹扫质量。
3.8空气吹扫的标准以白色靶板5min内无铁锈、尘土、水份、麻点或其它杂物为合格。
3.9对于管道存在的盲肠死角应采用人工进行清理的方式将杂物彻底清除干净。
结论:由于是国内首条甲醇管道,施工方案基本参照以往天然气管道置换工艺和标准方案设计,在今后的施工中还得加以改进,笔者希望业内的老师和专家给予多方面的指导,吸取相关的知识和经验,为以后国内甲醇管道的建设,更好的发展做出努力。