如何安全完成天然氣管道置換

吳明煌++曹陽

摘 要：參考國家燃?xì)庖?guī)范與多年的燃?xì)庑袠I(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，分析了天然氣管道在實(shí)際施工過程需要置換的3種情況，即碰頭動火作業(yè)前的置換、氮?dú)獗褐脫Q、庭院低壓燃?xì)夤艿乐脫Q，從置換前準(zhǔn)備、置換時(shí)的注意事項(xiàng)、事故應(yīng)急預(yù)案3個(gè)方面確保置換過程中的安全。

關(guān)鍵詞：天然氣管道置換 燃?xì)鉂舛?置換方法 操作步驟 應(yīng)急預(yù)案

中圖分類號：TU996.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0053-02

1 置換前的準(zhǔn)備工作

已運(yùn)行的天然氣管道施工是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的工作，若施工前的置換不當(dāng)或操作失誤，可能發(fā)生燃?xì)獗?、火?zāi)等惡性事故，給人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)造成損失。因此，天然氣管道置換的安全問題是在置換過程中首先要解決的問題，置換工作開始前必須符合下述要求才允許實(shí)施置換工作。

（1）所有工作人員穿上合適的個(gè)人勞動防護(hù)用品。

（2）選好控制閥門，確保閥門能夠正常開關(guān)。

（3）至少準(zhǔn)備四具滅火器，并放置于合適的位置。

（4）管道內(nèi)空氣的置換應(yīng)在強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)、吹掃清管、干燥合格后進(jìn)行。

（5）置換前對所需氣體量進(jìn)行預(yù)算，準(zhǔn)備好置換的氣體——惰性氣體或空氣瓶。

（6）現(xiàn)場必須設(shè)置施工圍擋并掛有“禁止火源、禁止吸煙”等安全警示標(biāo)牌。

（7）置換進(jìn)氣端處必須安裝壓力表，隨時(shí)監(jiān)測壓力。

（8）對管道內(nèi)的天然氣進(jìn)行放散時(shí)，放散口必須高出地面2.5m以上。

（9）置換過程中，有專職安全員對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

（10）火源必須距離放散口的上風(fēng)向5m以外。

（11）放散口上方無障礙物。

（12）放散隔離區(qū)域內(nèi)不允許有煙火和靜電火花產(chǎn)生。

（13）置換管道末端應(yīng)配備氣體含量檢測設(shè)備，天然氣或氧氣氣體含量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可認(rèn)為置換合格。

2 置換的種類及方法

（1）按照采用的置換方式不同，將置換方法分為3類：直接置換、間接置換和阻隔置換，實(shí)際運(yùn)行過程中直接置換和間接置換是較為常見的置換方式。

①直接置換。將天然氣直接通入管道中，天然氣與待投產(chǎn)管道中的空氣直接接觸，直至天然氣完全取代空氣；或用空氣直接通入管道中，空氣與待拆除管道中的天然氣直接接觸，直至空氣完全取代天然氣的置換方法稱為直接置換；②間接置換。將惰性氣體通入管道內(nèi)，直至管道內(nèi)的空氣（或天然氣）完全被取代，然后再將天然氣（或空氣）通入管道直至惰性氣體完全被取代，這種用惰性氣體作為中間介質(zhì)置換的方法稱為間接置換；③阻隔置換。在間接置換條件下，使用隔離設(shè)備（如阻氣球、清管球、專用隔離裝置等）或惰性氣體將天然氣與空氣隔離的置換方法稱為阻隔置換。

（2）根據(jù)施工過程中的需要，可將置換分為3種情況：氮?dú)獗褐脫Q、碰頭動火作業(yè)前的置換、庭院低壓燃?xì)夤艿乐脫Q，此3類置換是本文重點(diǎn)討論的置換。

①氮?dú)獗褐脫Q。氮?dú)獗褐脫Q采用間接置換的方式，其目的是為了配合其他單位盾構(gòu)、鉆探、頂管等施工作業(yè)的安全，例如：某地鐵盾構(gòu)集團(tuán)即將盾構(gòu)的區(qū)域有燃?xì)馔瞎?，盾?gòu)區(qū)頂端離燃?xì)夤艿谰嚯x3m以內(nèi)，為了確保安全，就會用到氮?dú)獗褐脫Q。具體操作步驟如下。

第一，選點(diǎn)。選擇合適的控制閥門。需要注意的是，所選點(diǎn)位需要滿足人流量盡量小、不影響交通，避開居民住宅、明火、高壓架空電線等場所，如果不能滿足上述要求就要采取其他保護(hù)措施。第二，關(guān)閥。關(guān)閉兩處控制閥門。關(guān)閥時(shí)有兩個(gè)注意事項(xiàng)：一是開啟井蓋時(shí)要先用水淋濕井蓋，敲打井蓋至松動后再開啟；二是關(guān)閥的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動且關(guān)閥速度要慢；第三，放散。關(guān)閉控制閥門后，需將管道原有的天然氣放散至大氣中。放散前需警戒打圍，燃?xì)夥派⒖诟叱龅孛?.5m以上；第四，清空。放散完畢后，從一側(cè)閥門將預(yù)先準(zhǔn)備好的氮?dú)獬淙肴細(xì)夤艿乐校瑥牧硪粋?cè)閥門排出混合氣體，清空管道內(nèi)殘余的天然氣。清空時(shí)，每隔5min在排氣口檢測一次燃?xì)鉂舛?，連續(xù)3次測定燃?xì)鉂舛刃∮?.5%即為合格。此時(shí)，地鐵盾構(gòu)施工就可以開始，如果盾構(gòu)過程中造成燃?xì)夤艿榔茡p，逸出來的是氮?dú)?，不會有任何爆炸、爆燃的危險(xiǎn)，同時(shí)，壓力表顯示的壓力值也會降低，燃?xì)夤竟ぷ魅藛T也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)管道；如果盾構(gòu)完成后未造成燃?xì)夤艿榔茡p，壓力表數(shù)值會保持不變。第五，反置換及送氣。盾構(gòu)施工完畢，確保天然氣管道無損傷后，緩慢開啟閥門，將氮?dú)夥派⒅量諝庵?，開啟氣流方向下游的放散閥，同時(shí)開啟上游的控制閥門，用天然氣置換出管道內(nèi)的氮?dú)猓瑱z測放散口混合氣體中燃?xì)鉂舛却笥?5%即合格，穩(wěn)壓后向下游用戶送氣。

②碰頭動火作業(yè)前的置換。動火作業(yè)前的置換采用間接置換的方式，置換的目的是確保動火作業(yè)的安全，鋼管焊接碰頭動火作業(yè)時(shí)，如果管道或工作坑中殘留天然氣濃度達(dá)到5%～15%就可能引發(fā)爆炸，如果天然氣濃度超過15%就可能引發(fā)火災(zāi)，其結(jié)果均會對周邊人員造成傷害，為了保證動火安全，需置換出管道內(nèi)的殘余天然氣。此類置換總共分為8個(gè)步驟，分別是選點(diǎn)、關(guān)閥、放散、清空、斷管、檢測、焊接、反置換及送氣，其中同氮?dú)獗褐脫Q不同的步驟為斷管、檢測、焊接。

第一，斷管。采用專用斷管器將碰頭處燃?xì)夤艿罃嚅_，在切割的時(shí)候注意圍繞切割軌跡灑水降溫，以防產(chǎn)生火花。在工作坑內(nèi)操作時(shí)，還要開啟鼓風(fēng)機(jī)，更換工作坑內(nèi)的空氣。

第二，檢測。為了確保安全，焊接前需再次對管道內(nèi)及工作坑內(nèi)的燃?xì)鉂舛冗M(jìn)行檢測，濃度小于0.5%即滿足要求，否則需要采取其他安全措施。

第三，焊接。將新建管道與原燃?xì)夤艿篮附釉谝黄?，焊工要持有符合要求的作業(yè)證，焊接現(xiàn)場要有專人監(jiān)護(hù)。

③庭院低壓燃?xì)夤艿乐脫Q。庭院低壓燃?xì)夤艿赖闹脫Q一般在新建燃?xì)夤艿罆r(shí)進(jìn)行，目的是確保用戶打開灶具后能夠順利使用天然氣。同時(shí)滿足以下3個(gè)條件的低壓庭院管可采用直接置換法：一是直徑小于DN90的管道；二是容積不超過2.5m3的管道；三是置換時(shí)的燃?xì)鈮毫π∮?kPa。否則，需要采用間接置換法。其操作方法同氮?dú)獗褐脫Q類似，不同之處是置換過程中不需要進(jìn)行保壓。

天然氣管道置換前后，停氣和送氣兩個(gè)過程都會對周邊居民產(chǎn)生影響，處理不當(dāng)甚至可能造成戶內(nèi)安全事故、用戶投訴等，因此，必須按照以下規(guī)范完成停氣和送氣。

（1）制定停、送氣方案，內(nèi)容應(yīng)包括停氣區(qū)域示意圖（標(biāo)明控制閥門、置換、放散點(diǎn)位置），停送氣時(shí)間。

（2）停氣前提前72h通知客戶停氣時(shí)間，可采用在小區(qū)、門棟入口、電梯間、物業(yè)告示欄等顯眼位置張貼停氣通知單、在報(bào)刊上刊登停氣通知、現(xiàn)場使用播音喇叭通知等方式告知客戶。

（3）現(xiàn)場作業(yè)人員在停氣后10min和送氣前10min，在停氣區(qū)域用擴(kuò)音器播放3次通知。

（4）送氣前需在樓棟調(diào)壓箱出口處穩(wěn)壓1min，無壓降即可送氣，壓力下降，立即停止送氣，消除壓降因素方可送氣。

（5）現(xiàn)場作業(yè)人員送氣30min后，收回停、送氣通知。

3 事故應(yīng)急預(yù)案

3.1 危險(xiǎn)源分析、風(fēng)險(xiǎn)評估

天然氣是一種易燃易爆氣體，在進(jìn)行天然氣管道置換及前后操作過程中可能存在的危險(xiǎn)有：工作坑內(nèi)人員摔傷、窒息，燃?xì)庑孤┯雒骰鸹螂娀鸹óa(chǎn)生爆炸、火災(zāi)等，如果發(fā)生事故后處理不當(dāng)或者不及時(shí)，可能會造成大面積的停氣，交通中斷和人員疏散，容易引發(fā)恐慌、混亂，危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 制定應(yīng)急預(yù)案

制定應(yīng)急預(yù)案首先要明確各參與人員的職責(zé)，大家各司其職才能將應(yīng)急救援工作做到有條不紊。應(yīng)急管理小組可分為3個(gè)組別，分別是總指揮、現(xiàn)場指揮、事故搶修救援組，燃?xì)夤究筛鶕?jù)自身的組織架構(gòu)將不同崗位的人員分配到相應(yīng)組別。各小組的職責(zé)如下。

（1）總指揮職責(zé)。負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)、指揮、協(xié)調(diào)應(yīng)急處置工作；在發(fā)生緊急情況時(shí)，與管線所調(diào)度室保持密切聯(lián)系，聽取現(xiàn)場指揮及組員綜合意見，并評估緊急情況級別、發(fā)布警報(bào)。

（2）現(xiàn)場指揮職責(zé)。及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境、管道影響區(qū)域，做出初步判斷，協(xié)助總指揮領(lǐng)導(dǎo)、指揮、協(xié)調(diào)應(yīng)急處置工作； 組織和劃分本站員工對影響區(qū)域的調(diào)壓設(shè)施的運(yùn)行操作，根據(jù)現(xiàn)場情況，引領(lǐng)搶修人對影響區(qū)域管道閥門的控制；安排人員對運(yùn)行管道受影響區(qū)域管道戶內(nèi)放散置換，專人監(jiān)控置換放散工作，并嚴(yán)格督促其做好監(jiān)測工作。

（3）事故搶修救援組職責(zé)。根據(jù)總指揮及現(xiàn)場指揮的要求，開展現(xiàn)場應(yīng)急處置工作；迅速疏散現(xiàn)場周邊人群，設(shè)置警戒區(qū)域隔離火源；落實(shí)現(xiàn)場安全防護(hù)措施，開展現(xiàn)場搶修及救援工作。

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