谈山立交天然气管网改造连头方案研究

林厥喜，任鸣钟，胡新文，周永强，郑向群(中石油昆仑燃气湖北分公司黄石公司，湖北 黄石 435000)

谈山立交天然气管网改造连头方案研究

林厥喜，任鸣钟，胡新文，周永强，郑向群(中石油昆仑燃气湖北分公司黄石公司，湖北 黄石 435000)

针对谈山立交天然气管网改造将面临的长停输问题，通过对不同施工方案的优化论证，提出了不停输带气开口封堵、反输与临时高中压调压器相结合的实施方案。实际施工表明，该方案的施工工期短、安全性高、可操作性强。

停气连头；不停输带气开口；封堵；反输；临时高中压调压器

谈山立交桥施工中有近40座桥墩建设在天燃气管道正上方，威胁到天燃气管道运行安全，尤其对如下天然气输配管网有严重影响：门站到2#站和3#站∅529次高压(1.46km、2.5MPa)管道；2#站到下陆、铁山∅426mm中压(0.33km、0.4MPa)和2#站到团城山∅325mm中压(0.73km、0.4MPa)管道(见图1)。为保证天然气管线运行安全，天然气管道须改线运行。但谈山立交天然气管网改造存在一些难点：①管网复杂，高压、中压管线并行，并担负起公司90%以上的日供气能力，停气社会影响大。②新建管线与原管线最多有10处动火连头，安全风险大。③新建管线如果全部重新敷设，过铁路需要定向钻穿越，如何利用原管线需要考虑。针对上述问题，笔者结合谈山立交天然气管网改线实际问题，对谈山立交天然气管网改造连头方案进行了研究。

图1 黄石市天然气管网示意图

图2 方案1工程简图

1 停气连头施工方案

1.1工艺流程

停气连头施工方案如图2所示。具体工艺流程如下。

1)复线埋设 进行复线埋设时需要进行以下操作：①开挖E点，敷设新建EF、FG段高压管线及EF、FH段中压管线，然后回填恢复并吹扫,装阀门,试压。②开挖D点，敷设新建DC、BC、CJ段高压管线及AC、DC、CM、段中压管线，然后回填恢复并吹扫,装阀门、试压。

2)停气作业 该工序包括如下内容：①高压管线停气作业。关闭2号站进站高压阀门H1、D点到3号站高压阀门H2及门站出站高压阀门，高压管放散置换，然后截断、连接B、D、E、G点高压管线，2号站通气；同时，在关闭D点到3号站高压阀门H2时，关闭至3号站高压阀门1个放散置换后，截断、连接J点高压阀门XH1, 置换后打开阀门XH1供气3号站通气。②中压管线停气作业。关闭2号站中压阀门Z1、至下陆中压阀门Z2及去团城山中压管线及中压支线上等7个阀门,中压管放散置换，然后截断、连接B、D、E、H点中压管线，置换后通气；同时，关闭A点后至下陆的中压阀门，放散置换后连接A点中压管，置换后打开所有阀门供气。

考虑从门站到G点之间有高压分支至加气站，减少停气时间，并考虑现场施工队伍及设备不能满足同时施工要求，现场实施可采取分步实施措施，具体施工工序如下：①关闭2号站进站高压阀门H1、D点到3号站高压阀门H2及门站出站高压阀门，高压管放散置换后,在G点原高压管加装高压阀门XH2(双放散), 置换后打开门站出站、XH2、H2、H1阀门供气。②关闭B点出站中压阀门Z1、Z2及去团城山中压管线及中压支线上等7个阀门,放散置换后在H点原中压管加装中压阀门XZ4(双放散), 置换后供气。③关闭G点高压阀门XH2、2号站高压阀门H1、关闭D点到3号站高压阀门H2，放散置换后，截断连接B/D/E/G点高压管,2号站通气。④关闭D点到3号站高压阀门H2，及至3号站高压阀门1个放散置换后，截断、连接J点高压阀门XH1, 置换后打开阀门XH1供气3号站通气。⑤关闭B点出站中压阀门Z1、H点中压XZ4阀门放散置换后, 截断连接B/D/E/H点中压管, 关闭东钢支线DN300、下陆大道口DN400阀门、鑫宁二厂阀门放散置换后,连接A点中压管，置换后打开所有阀门供气。

1.2方案评价

1)优点 该方案施工较为简单，在新建管线竣工后，对该区域管网进行停气置换连头，安全性高，不增加其他费用。

2)缺点 影响日供气 35×104m3/d，将导致大面积停气；连头需要7d，工期长；天然气的排空放散气量5×104m3。

2 不停输带气开口封堵连头施工方案

2.1工艺流程

1)复线埋设 施工方案与停气连头施工方案相同。

2)每处动火连头进行标准不停输带气开口封堵施工顺序 该工序的具体操作流程是剥离防腐层→检查壁厚→焊接三通、短节→安装阀门→组装开孔机开孔→组装封堵缸封堵→断管段排空→机械(无明火)断口→焊接封头[1]。

2.2方案评价

1)优点 全部进行标准不停输带气开口封堵，不会中断供气。

2)缺点 该方案施工十分复杂，需进行10处动火连头，共需开80道口，费用高；现场4处位置难以满足不停输带气开口封堵条件，若有一处不能施工，整个带气开口封堵就失去意义；工作面大，安全性低。

3 不停输带气开口封堵、反输与临时高中压调压器相结合的施工方案

图3 方案3工程简图

黄石市燃气管网中有1座门站，4座高中压调压站，每座高中压调压站出站中压管道相互独立。为了确保不中断供气，结合天然气管网敷设现状，需将1#与3#站中压管道连通(800m)，将3#站双路高中压调压器中一路改为直通不调压，通过原高压与新建的中压管相连，将1#站的中压气体输送到下陆、铁山，利用高压标准封堵的旁通加支管连临时高中压调压器接临时旁通管供团城山(见图3)。

3.1工艺流程

1)复线埋设施工方案与停气连头施工方案相同。此外，预装阀XZ1、XZ2、XZ3、XZ4(DN300)、XZ5(DN200预留阀)和高压XH1、XH2(DN500)，除XH5、K1、K16单放散阀外，其他都双放散阀,上述新装阀全关闭[2]。

2)对A、G、H 等3处进行带气开口封堵。在进行该工序时， G处D529形成标准不停输(开口8个)，K5与K12为旁通，K6与K11可下封堵器，K7与K10为放散口，K8与K9可下入气囊；A处D426单封，开口4个，利用K1与新管线为旁通，K2下封堵器，K3为放散口，K4下气囊，与Z2阀门形成标准不停输；H处D325单封，开口4个，利用K16与临时高中压调压器相接，K15下封堵器，K14为放散口，K13下气囊，与Z2、Z1阀门形成标准不停输。除K1、K16加装水平直通阀，其他14个开口加装可拆平板阀门。

3)连接临时高中压调压器，向团城山区域供气。断开K8-K9,连接高压XH2-K8，在K9外侧焊盲板；K12-K5间旁通中间接三通D300×D300×D150与XH3(DN150)高压阀，连接临时高中压调压器，再将K16(直通阀DN200)与临时高中压调压器连接；氮气置换XH3阀到K16，开XH3和临时调压器、K16，对团城山供气。

4)将1#与3#站中压管道连通(800m)，并将3#站双路高中压调压器中一路改为直通不调压，双路切换，利用原中压管确保不停供。关H2，使3#站高压管降压至0.4MPa，关J点阀，H2至J段管线放散置换后在Q点断开，做D300旁通及封堵，并接临时管线与XZ3阀连通(XZ3为结合该次改线预留阀)。

5)连接K1(水平直通阀DN400)与新中压管。氮气置换K1至J段管线放散阀，打开3号站直通管，打开阀XZ3、K1对下陆、铁山中压管供气。

6)K2、K4、K13、K15封堵，关Z1、Z2，Z1-K13中压放散氮气置换，从K13前面断开再与XZ4连接，从E、D点(原中压管线)断开再与新中压管线连接(利用铁路穿越段)。K4、Z2间放散氮气置换断开两侧封堵。

7)关H1、K12，高压放散氮气置换后连接新高压管，原高压管线在B、D、E处切开，然后与新管线连接，新改高压管线全部连通。氮气置换H1至XH2段，开K6、K8、XH2、H1，高压送气2#站。

8) 连接新中压管，原中压管线在B、D、E处切开，然后与新中压管线连接，对XZ2至XZ4段氮气置换，开Z1、XZ1、XZ2、XZ4，2号站实现中压重新供气。

9)关K5、XH3、K16，放散XH3-K16，拆临时调压器、XH3、K5-K12、K2-K4、K13-K15。

10)关XZ3、李家坊阀，放散氮气置换断开，连接XH1,对XH1-李家坊阀氮气置换，切换3#站高中压调压器，开XH1, 3号站供气。

3.2方案评价

1)优点 全部进行标准不停输带气开口封堵，不会中断供气，安全性高，可操作性强。

2)缺点 该方案需进行3处动火连头，共需开16道口，工序较复杂。

4 现场实施效果

通过比较上述3个方案，发现不停输带气开口封堵、反输与临时高中压调压器相结合的施工方案较为合适。因此，在新建管线完成预埋设下的基础上，按该方案进行了施工，完成所有了管线开口、连头，并顺利竣工。实际操作表明，该改线施工方案的安全性高，对供气几乎无影响，经济效益和社会效益大。此外，可以通过系统地分析管网结构，因地制宜地设计管网连接、具体阀门位置和功能，使设计具有很强的操作性。

[1]夏宝莹，黄勇， 谷丰凯. 带压开孔技术在天然气放空管道改造中的运用[J].化学工程与装备，2008(7)：48-50.

[2]朱力挥，院振刚，许爱华. 天然气输气工程动火连头技术[J].电焊机，2007，37(2)：62-66.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.031

TQ547

A

1673-1409(2012)01-N095-03