燃气管道吹扫方法的探讨

吕光林

燃气管道在施工安装完成之后，要进行管道内杂物的清扫工作，清扫方法目前最常用的有清管球法和气体增压爆破法两种，清管球法一般适用于管径一致，距离较长的输送管道，气体增压爆破法则多用于管道不是彳艮长，管径可不一致，甚至有支管的市区中低压管网，虽然有些地区为使管道清理的尽可能干净，也尝试着用清管球法进行市区管网的清扫，但因条件所限，操作起来稍显复杂，且一旦清扫过程中出现卡球现象，还需要重新拆装.设备进行反吹，甚至要切割管道取球等原因而不能在市区管网的清扫中得到广泛应用，而气体增压爆破的方法相比之下简单易行，不存在以上的弊端，至今仍在市区管网的清扫过程中被广泛应用。

气体增压爆破清理管道的方法一直存在一个弱点，那就是位于进气口一端的部分管道由于气体流速小，内部杂物，特别是体积小比重大，如石子、钢碴等往往不能被清理干净，而且吹扫的管道越长，进气端不能被清理干净的管道长度也会越长。

增压爆破清管法进行管道清理时，气体在管道内的流速是不一样的，根据波义尔.马略特定律：一定量的气体，在恒定的温度下，气体状态变化前后的体积与压力成反比。即

PI/P2=V2/V1 或 PIVI=P2V2

對增压爆破来讲，气体的状态变化是在同一管径的管道中向着一个方向发生，那么上边的公式可以推导为：

P1/P2=V2/VI=SL2/SLl=L2/L1

L2=P1LI/P2

V=（L2-L1）/t=（P1L1/P2-P2Ll/P2）/t=[（P1-P2）/p2t]Ll

式中P1、P2施加给管道内气体的不同压力（Mpa）

V1、V2不同压力下气体的体积（m3）

S管道截面积（m3）

L1、L2不同压力下某截面至管端的长度（m）

t压力变化的时间（s）

V某截面气体的流速（m/s）

同一时刻管道内各个部位压力的差别不是很大，从上式可以看出，管道内各个截面气体的流速与截面至管端的长度成正比，气体流速与管道各个部位的关系如下图所示从图上可以看出，进气口端气体流速最小，出气口端气体流速最大，规范中要求的管内气体实际流速不得低于20m/s，实际上指的是管道内气体的平均流速，以此推算，出气口气体的实际流速最低要达40m/s，当出气口气体的流速为40m/s时，从进气口到管道中部气体的流速都低于20m/s，要提高此段管道内气体的流速，就必须进一步增加压力，压力越高，进气口端管道内气体流速达不到20m/s的管道长度剩余的就越短，但每段管道都有自己的设计工作压力，规范中规定管道吹扫时的最大压力不能大于设计工作压力，所以增压也不是无限制的，最多只能增至设计的工作压力，可见只靠增加压力不是解决问题的关键。

换一种思维方式，如果管道内进气口一端已经是干净的，那么采用增压爆破法清理管道时以上提到的弱点不就不存在了吗？

基于这种想法我们对增压爆破清理管道的方法进行了改进，通过多次实践，发现利用改进后的方法进行管道清理，不但清理的干净，而且还可以增加管道的吹扫长度，规范规定每段管道吹扫长度不宜超过三公里，因我们改进后的方法是一段管道分多次进行吹扫，所以总长度投必要控制在三公里以内。

改进后的方法整个工序如下图所示，具体操作步骤如下：

在管道的初始端加装进气口，当管道施工达到一定长度a，开始进行首段管道的吹扫，首段管道的具体长度根据设计工作压力和管径确定，对于中压管网a值可参照下表。

设计工作压力（Mpa ）

管 径（mm）

首段吹扫长度（mm）

吹扫次数（参考数）

0.3-0.4

400

400

5-7

400

400

8-7

300

300

4-6

0.2及以下

300

300

5-8

200

300

5-8

100及以下

200

4-6

首段管道的清扫压力设定为设计工作压力，经多遍清扫，确定彻底干净后保持进气口不动，卸下出气口，管道施工焊接继续往下进行，待总长度b增加至原长度a的二到三倍（b=2a或3a）后，重新装上出气口进行第二次清扫，此次清扫因初始端的管道已清扫过，所以选择合适的压力，二至三遍就可以把管道清扫干净，然后仍然是进气口不动，卸下出气口，管道焊接继续进行，当总长度c达上次吹扫总长度b的二至三倍（c=2b或3b）时，开始第三次吹扫，如此这般不停的反复，如果管道不是很长（如十公里以内），选择有合适排气量和排气压力的增压设备，可一直把工程进行到底。

采用这种方法进行施工要注意以下几个问题：

一、首段管道在施工前，一定要先逐根清扫干净，尽可能的减少进气口端管道内的杂物，因为首段管道的清扫仍存在进气端气体流速小的问题。

二、施工时尽量把地势较高的一端作工程的起点，这样作的目的是防止因各种不可抗拒因素造成管道内进水后产生、的回流现象，特别是对于那些因输送干气没有设计凝水缸的管道，一旦进水产生回流，很难吹扫干净。

三、施工过程中管道上设计的阀门等设施可暂不加，先把阀井砌好，待管道施工结束，吹扫干净后再统一加装。

四、如果有支管，施工到设计位置时，可加装三通后同期施工，并随主管道进行吹扫，支管上的阀门也待施工结束，吹扫干净后再加装。

改进后的管道清理方法，因只设了一次进气口，而且随着管道的延伸，吹扫的管道长度在成倍的加长，虽然管道加长后，单次增压的时间相对较长，但因管道内气量增多，吹扫时间长，却成倍的减少了吹扫次数，与分段分别进行清扫相比，工作量不但没增加，反而有所减少，同时管道清扫的干净程度也大大提高。