長距離輸氣管道工程概述.doc

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長距離輸氣管道工程概述 一、輸氣管道的分類及特點 1． 輸氣管道的分類 輸氣管道分礦場輸氣管道、干線輸氣管道及城市輸氣管道。常稱為內(nèi)部集輸管線、長距離輸氣管線和城市輸配管網(wǎng)。天然氣從氣井中開采出來后，通過礦場集輸——凈化脫硫——長輸管道輸送到城市輸配管網(wǎng)，供給用戶。 礦場輸氣管道：輸送未經(jīng)處理的原料氣。輸送距離短、管徑小、壓力變化大。 干線輸氣管道：把經(jīng)脫硫凈化處理的天然氣送到城市。輸送距離長，管徑大（400mm以上），壓力高（4.0MPa以上），為天然氣遠距離輸送的主要工具。 城市輸氣管道：為天然氣的分配管網(wǎng)，它遍布整個城市和近郊，一般總是呈環(huán)形布置，且按壓力嚴格區(qū)分。 2． 輸氣管道的特點 長距離輸氣管道與壓縮機站組成一個復(fù)雜的動力系統(tǒng)，由于其輸送的氣量大，常采用大口徑、高壓力的輸送系統(tǒng)。其主要特點為： ⑴ 長輸管道是天然氣長距離連續(xù)運輸系統(tǒng)，不需要常規(guī)的運輸工具和設(shè)備，也不需要大量的建筑和占用大量的土地，可用自身運輸?shù)奈镔|(zhì)消耗克服其摩擦阻力就能迅速將天然氣運到目的地，是最有效、最大規(guī)模的運輸系統(tǒng)。 ⑵ 長輸管道屬于一個龐大而復(fù)雜系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，必須協(xié)調(diào)好上下游間的關(guān)系，這使其設(shè)計及操作管理更為復(fù)雜。 ⑶ 長輸管道輸送量龐大，涉及國計民生及千家萬戶，必須充分保證能安全、連續(xù)、可靠地供氣。 ⑷ 由于采氣生產(chǎn)的均衡性和用戶用氣的波動性，要求管道有一定的儲氣能力，以適應(yīng)用氣量的變化。 ⑸長輸管道投產(chǎn)初期可充分利用地層壓力進行輸送，根據(jù)氣田壓力的變化逐步建增壓站，可節(jié)約投資和經(jīng)營費用。 ⑹ 長輸管道要求有與之配套的附屬設(shè)施，尤其是通信和自控系統(tǒng)。 ⑺ 現(xiàn)代管道運輸在國民經(jīng)濟中的地位日趨重要，利用冶金、機械制造、自動控制和施工安裝等綜合技術(shù)來提高運輸效率已成為管輸工藝研究的核心。 二、 長輸管道的施工 1． 施工準備 長輸管道施工、安裝工程量大，野外施工條件艱苦，流動性大，自然障礙多，施工季節(jié)性強，必須做好施工前的準備工作，才能保證順利施工。 施工準備階段的工作包括： ⑴ 根據(jù)施工計劃任務(wù)的要求，熟悉設(shè)計圖紙、設(shè)計文件資料和施工技術(shù)要求等；請設(shè)計人員進行技術(shù)交底；明確施工范圍、質(zhì)量要求、工期進度等。 ⑵ 沿管線中線進行踏勘、調(diào)查，了解工程地質(zhì)、水文、氣象等情況；了解管線所經(jīng)過地區(qū)的行政區(qū)劃、交通狀況、水、電供應(yīng)，地方建筑材料供應(yīng)及勞動力狀況；了解施工場地、預(yù)制管堆放場地、施工隊伍食宿點選擇；了解重點工程的施工條件及施工方案等。 ⑶ 根據(jù)上級計劃任務(wù)和設(shè)計要求，結(jié)合現(xiàn)場了解的情況，編制施工組織設(shè)計。 ⑷ 測量放線，修建臨時便道，清除施工場地的障礙物。 ⑸ 架設(shè)臨時供電、供水線路，調(diào)遣施工隊伍，安排好生活供應(yīng)。 ⑹ 防腐預(yù)制廠對管子進行驗收和防腐預(yù)制，按圖紙或施工測量成果表對管段進行加工。 ⑺ 焊工培訓(xùn)和考試。 2． 主要施工機具 ⑴ 運管車及吊車 采用運管車及吊車可將管子運至施工現(xiàn)場或堆管場。其性能應(yīng)按現(xiàn)場情況選用。 ⑵ 土方工程機械 包括推土機、挖掘機等，用于修建施工便道，平整場地，管溝開挖、回填。 ⑶ 電焊機 電焊機是長輸管道安裝工程的主要施工機械，目前國內(nèi)管道工程主要采用四弧焊機及二弧焊機，均為履帶式拖拉機驅(qū)載。 ⑷ 吊管機 吊管機是機械化施工不可缺少的工程機械，它是管道敷設(shè)專用履帶式液壓傳動機械。 ⑸ 彎管機 用于在施工現(xiàn)場根據(jù)地形彎制一定角度的彎管。 ⑹ 氣動內(nèi)對口器 對口時采用氣動內(nèi)對口器可迅速準確地對齊兩個管口，達到組裝的要求，并可以糾正管口的輕微不圓度。當有錯口時，可以把錯口均勻地分配于管周。 ⑺ 鉆孔機械 鉆孔機主要用于穿越公路、鐵路、河流等。我國自國外引進的水平定向鉆，已成功地應(yīng)用于黃河、遼河、黃浦江等大型河流的管道敷設(shè)。 ⑻ 冷纏機 冷纏機是管道防腐廠的主要施工機械，以機械傳動為主，液壓傳動為輔。包含除銹機構(gòu)、涂底漆機構(gòu)、除塵機構(gòu)、纏繞機構(gòu)和行走機構(gòu)，一機可完成多種作業(yè)。 3． 管道基本施工工藝 ⑴ 施工放線：以施工圖和測量成果表為依據(jù)，確定管道實地安裝的中心線位置，并劃出施工帶界限。施工帶寬度一般不超過20m，分為兩部分：管道中心線一側(cè)6~8m為堆土側(cè)；另一側(cè)12~14m為管道組裝側(cè)。 ⑵ 開拓施工帶：用推土機平整、清理沿線施工作業(yè)帶，除去沿線地面障礙物，為管道安裝作業(yè)創(chuàng)造運輸和作業(yè)現(xiàn)場條件。 ⑶ 鋼管涂層：管道防腐涂層的施工分工廠預(yù)制和現(xiàn)場防腐兩種方案。不論哪種方案、何種涂層，在防腐前要檢測鋼管，并且鋼管表面必須進行除銹處理。預(yù)制好的防腐管要進行外觀、厚度、粘結(jié)力、絕緣性能等項目的檢查，然后按等級分類堆放。 ⑷ 運管：把防腐管或鋼管從預(yù)制廠等集結(jié)點運到施工現(xiàn)場。在運管過程中必須用專用吊具，防止損傷管子及防腐層。 ⑸ 布管：把管子一根接一根布置于管道安裝作業(yè)線上。 ⑹ 預(yù)制彎管：根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場條件預(yù)制各種曲率和角度的彎管。彎管制好后，要測量其角度，并且要求彎管段沒有褶皺，彎管任何部位管徑減小值均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。 ⑺ 開挖管溝：在管溝中心線上按施工圖要求開挖管溝。開挖前把設(shè)計樁移出中心線，立在堆土側(cè)外緣。管溝斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、管徑、施工方法確定。 ⑻ 管道組裝：把待焊的管子按焊接工藝要求對口，組裝工作包括清理管口內(nèi)外的雜物、浮銹、油污；加工坡口；用氣動內(nèi)對口器或外對口器固定管口，為焊接做好準備。 ⑼ 管道焊接：把一根一根的管子焊接接長。管道焊接采用下向焊工藝、薄層多層焊接。根據(jù)焊接工藝要求，一道焊口經(jīng)數(shù)遍焊接完成。普遍采用流水作業(yè)。施工中，焊接過程一般稱為熱焊、填充焊、蓋面。 ⑽ 焊縫檢驗：管道焊接完成后，按照有關(guān)的標準、規(guī)范進行外觀檢驗及無損探傷檢驗。常用的方法有X射線、γ射線和超聲波檢查。 ⑾ 補口：完成管道現(xiàn)場環(huán)形焊縫處的防腐涂層作業(yè)。補口是防腐涂層的一個重要環(huán)節(jié)，如果補口質(zhì)量不好，管道往往從補口部位開始腐蝕穿孔。 ⑿ 檢漏補傷：檢查管道防腐涂層的質(zhì)量。一般用高壓電火花儀檢測。發(fā)現(xiàn)破損漏鐵點，應(yīng)進行涂層修補。 ⒀ 下溝：用吊管機把管子或焊好的管條吊放在管溝內(nèi)中心線位置上。管溝檢驗合格后方可下溝。操作時，吊管機動作應(yīng)平穩(wěn)準確，防止損傷管子。通常，使用三臺吊管機，將數(shù)公里長（最多可達十幾公里）的管子一次下溝。 ⒁ 回填：把管溝內(nèi)就位的管道掩埋起來?；靥钋皯?yīng)由業(yè)主方與承包方共同對管線進行檢查，一般檢查完后立即回填。 ⒂ 分段試壓：利用水或空氣等作為試壓介質(zhì)（一般以水為介質(zhì)）。試壓分強度試驗和嚴密性試驗。試壓應(yīng)按設(shè)計的規(guī)定或施工驗收規(guī)范的要求進行。 ⒃ 恢復(fù)地貌：清理和恢復(fù)沿線原地貌。 ⒄ 做地面標志：沿線設(shè)置三樁，即里程樁（兼測試樁）、轉(zhuǎn)角樁和設(shè)在穿越處的標志樁。 ⒅ 通球掃線：管道整體聯(lián)合試運前要進行通球掃線；大型河流穿跨越管段要單獨進行通球掃線和試壓。通球掃線即在管道一端設(shè)發(fā)球裝置，另一端設(shè)接收裝置，用輸送泵或空壓機對清管球加壓推進，清管球在管道內(nèi)通過時，把管內(nèi)的污雜物從臨時排污管推出。 ⒆ 站間試壓：站間試壓在進出站閥組安裝完畢，站間管線接通后進行。站間試壓一般只進行嚴密性試驗。 4． 管道穿跨越工程 ⑴ 水下穿越工程 管道遇到河流、水渠等障礙時，往往從其底部通過。水下管道施工時要受到水流影響，同時，施工受穿越點自然條件影響很大，不同河流的水文地質(zhì)、不同的施工季節(jié)，其采用的施工方案、施工機具可以有很大差別。水下管道施工難度大，維修困難，一旦發(fā)生事故會造成巨大損失。 水下管道有溝埋鋪設(shè)、裸露鋪設(shè)和無溝鋪設(shè)三種鋪設(shè)形式。 我國于八十年代中期引進RB-5型水平定向鉆機，成功地應(yīng)用于黃河、遼河、黃浦江等大型河流的管線穿越工程。該方法技術(shù)設(shè)備先進，控制精確，施工期短，質(zhì)量好，可確保管道埋在河床沖刷線以下?，F(xiàn)在，定向穿越的應(yīng)用已較為普遍，在山西境內(nèi)的天然氣管線工程中已有很多的應(yīng)用。 ⑵ 跨越工程 輸氣管線線路通過天然或人工障礙時，可選擇穿越或跨越方式通過。一般地說，跨越工程投資大，施工復(fù)雜，工期長，維修工作量大，因此，管線應(yīng)優(yōu)先采用穿越形式通過，遇到不能穿越通過的地段，才采用跨越方式通過。目前已采用的跨越結(jié)構(gòu)型式有：直管支架；門型鋼架式管橋；桁架式管橋；吊架式管橋；拱架式管橋（單管拱及組合拱）；柔性懸索管橋；懸纜管橋；懸鏈管橋；斜拉索管橋等。 ⑶ 穿越鐵路公路 長輸管線和鐵路、公路交叉時，一般采取穿越方式。穿越鐵路宜采用頂管方式，也可修建專用橋涵，使管道從中通過。穿越公路，如情況允許時可采用開槽法，當路面不允許開挖或交通繁忙時，應(yīng)采用頂管法。目前，在城市燃氣管網(wǎng)的施工中，已廣泛使用定向鉆機進行道路的穿越施工。 另外，管線通過陡坡、沖溝等地區(qū)時，均需采取特殊的工程措施。 5． 管道的腐蝕與防護 長輸管道長達數(shù)百至數(shù)千公里，敷設(shè)于十分復(fù)雜的環(huán)境中，可能發(fā)生腐蝕的范圍很大，對腐蝕的情況難以預(yù)測和發(fā)現(xiàn)。而且，一旦發(fā)生腐蝕穿孔事故，將造成巨大的直接、間接損失。 管道腐蝕從部位分，有內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕；從形態(tài)分，有全面腐蝕和局部腐蝕；從機理分，有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 常用的管道防腐蝕方法和所用的防腐蝕材料有： ⑴ 外壁防腐蝕 選用耐腐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料等； 金屬防護層，如鍍鋅、噴鋁等； 涂層：油漆類、有機化合物材料、無機化合物材料等； 電法保護：陰極保護、電蝕防止法； 工藝設(shè)計防蝕。 ⑵ 內(nèi)壁防腐蝕 選用耐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料襯里等； 涂層：如塑料、樹脂等； 在輸送天然氣中添加緩蝕劑。 6．工程進度 在2002年有數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，一支機械化施工隊伍由159人構(gòu)成（其中主要焊工20人），配置各種施工設(shè)備82臺（其中雙弧焊機7臺用于焊接流水作業(yè)，四弧焊機1臺主要用于修口），一年完成的工程量為： Ф720mm：120km；Ф529mm：140km；Ф325mm：160km。 公司承擔的臨汾至侯馬天然氣管道工程第三標段，管徑為610mm，設(shè)計壓力4.0MPa，長度為29.42km，高峰時投入總?cè)藬?shù)約140人，工期為16周，投入主要施工設(shè)備50余臺。 三、 管道工業(yè)的發(fā)展趨勢 1． 增加管道直徑，提高工作壓力。 2． 采用先進的輸送工藝。 3． 高效和可靠的輸送設(shè)備。 4． 自動化程度高。 5． 輸送介質(zhì)多樣化。 6