中亚天然气管道部分管段放空方法与应用.pdf

l工程设计 石油工 轾 建设 中亚天然气管道部分管段放空方法与应用 刘杰，刘涛 ，刘志广 中石油中亚天然气管道有限公司 ，北京 1 0 0 0 0 7 dok 1 0 3 96 9 ／ I ． i s s n 1 00 1 22 0 6 20 1 4 0 1 007 摘要 中亚天然气管道是中国第一条引进境外天然气的管道 ，在其建设和运营过程中，需要对部分管段内的高压天然气进行 放空。文章针对乌兹别克斯坦临时段管道 ，探讨了其部分管段内的天然气放空方法 ，对天然气放空量和放空时间进行 了理论计算 。现场采用了水平放置火炬的点火方式 ，通过放空流程操作与控制 ，成功地实现了该I IF B ,g - 段管道内高压天 然气安全可靠 、平稳快速放空 。 关键词 高压天然气；放空方法；安全可靠；放空时间；放空量 Ga s Di s ch a r gi n g Met h od a n d I t s Ap pl i c a t ion f or Pa r t ial Sec t i on s o f Tr an s ’ 。 As i a Gas Pi p el i n e L i u J ie， L i u T a o，L i u Zh i g u a n g T r a n s A s i a Ga s P i p e l i n e C o mp a n y ， L t d ． o f CNP C， B e ij i n g 1 0 0 0 0 7 ， Ch i n a Ab s t r a c t Tr a n s As i a Ga s Pi p el i n e i S t h e f i r s t p i p el i n e i mp o r t i n g f or e i gn n a t u r a l g a s t O Ch i n a ．Du r i n g it s c o n s t r u c t i o n a n d p r o d u c t i o n ，h i g h p r es s u r e g a s dis c h a r gi n g o p er a t i o n s ar e n ee d e d f or p a r t i a l p i p e l i n e s e c t i o n s ．Th i s p a p e r d i s c u s s e s t h e ga s d i s c h a r g i n g me t h o d o f t e mp o r a r y p i p e l i n e s e c t i o n o f Uz b ek i s t a n Pi p e l i n e t h a t is a p ar t o f Tr a n s As i a Ga s Pi p e l i n e ； c on du c t s t h e t h e or e t i c a l c alc u l a t i o n s o f g a s d i s c h a r g i n g v ol u me a n d t i me Th e i g n i t i on wa y o f h o r i z on t aI f l a r e o n s it e iS a d o p t e d． Th r o u gh t h e o p e r a t i o n a n d c o n t r o l o f ga s d i s c h ar g i n g p r o c e s s f l o w，l h e h i g h p r e s s u r e n a t u r a I g a s i n t h e t e mp o r a r y p i p el i n e i S dis c h a e d s a f e l y ．q u i c k l y a n d s t e a d i ly ． Ke y wo r ds h i g h p r e s s u r e n a t u r a l g a s ； dis c h ar gin g me t h o d； s a f e a n d r el iab le； d i s c h ar g i n g t i me； h o r iz o n t al f l a r e 中亚天然 蔼醍 中国第一一条 引进坳 天然气的笆道 ， 起点位于土库曼斯坦 ，途经乌兹别克斯坦 、啥萨克斯 坦 ，最后到达中国的霍尔里斯 。中亚天然气管道与同期 建设的西气东输二线相连接后，总长约 1万 k m，为世界上 距离最长 、等级最高的油气输送管道。 在长输天然气笥 塾 呈 中， 需要对气体i 亍 置换， 在运行过程中，需要对天然气进行紧急泄放 ，这些都需 要进行天然气放空操作 。中亚天然气管道途经四国，其 地质、地形复杂 ，输送距离长 ，输送压力高 ，输送流量 大 ，加之天然气具有易燃、易爆 、高压 、有毒等特点 ， 因此对管道内高压天然气进行安全可靠 、平稳快速放空 提 出了更高要求。如伺实现这一安全平稳的放空目标 ， 防止事故的发生，值得我们深入探讨 。 中亚天然气管道乌兹别克斯坦段 以下简称中乌管道 起始于土乌边境，终止于乌啥边境，双线 A线和 B线 伴行 ，原单线线路长度约 4 9 0 k m，改线后为 5 2 9 k m。 全线设 3 6座线路截断阀室，3座压气站，5座清管站 ， 1座计量站以及1座调控中心 。两条并行管道有 2 6条跨 接管道连接 ，设计输量 3 0 0亿 mS ／ a。 中乌管道临时段管道管径为 1 0 6 7 mm，水平长度为 7 5 ． 6 5 k m，管顶埋深 1 ． O m，合有 4座线路截断阀室 ， 分别为 No ． 6 ． 2 、No ． 7 ． 1 、N o ． 7 t ． 1和 N o ． 8 ． 2 阀室 ，天 然气输送压力为 8 ． 0 MPa 。管道工艺流程如图 1所示 。 刘杰等中亚天然气管道部分管段放空方法与应用 了安全隐患 。根据当地实际情况 ，采用水平火炬点火方 式便于控制天然气放空量和放空速度 ，能够降低风向变 化对放空火焰的不利影响，有利于保证放空过程安全 。 因此从平稳 、安全角度出发 ，此次放空采用水平火炬点 火放空方式 。 在 A 线绕行段达到投产条件后，通过 N o ． 6 ． 1阀室 将正在运营的临时管道内天然气切换至 A 线绕行段管道 中。在 A 线绕行段天然气升压到与临时线天然气压力一 致后，关闭临时线两端 N o ． 6 ． 2和 N o ． 8 ． 2阀室的干线截 断阀 、跨接线及旁通线的所有阀门，对临时段管道完成 隔离。在No ． 6 ． 2和 No ． 8 ． 2阀室阀门关闭后，通过临时 线 N o ． 7 ． 1 阀室对天然气进行放空。 在放空开始时，放空阀开度较小 ，现场根据水平火焰 喷射长度和放空管振动情况 ，通过压力表监测数据 ，分 阶段逐渐增加放空阀开度 。考虑到若压降过快会导致温 度急剧降低 ，使阀门材料及焊缝产生脆性裂变 ，因此在 操作过程中保证在压力未降到 3 ． 0 MP a前，放空阀开度 不超过 1 ／ 4。这样做有效防止了冰堵情况发生 ，对阀门材 料及焊缝起到了保护作用[ ] ，减小了放空管道振动 ，保 证了放空压力、放空速度、放空量及时可控 。 根据现场实际监测和记录 ，阀门开启度从 0调到 1 ／ 4 经历了 3 0 _ 5 h ，压力降到了 3 ． 0 MP a ，与理论计算放空至 3 ． 0 MP a时所用放空时间致 ，此时放空量为 2 1 0万 m0 。 当压力降到 3 ． 0 MP a 后，阀门开启度逐渐加大 ，从 I ／4 至 1 ／ 2，当压力降到 1 ． 5 MP a时，阀门全部开启 ，直至压力 降为 0 M P a 。整个放空过程保证了压力降的平稳安全， 保持了水平放空火焰的长度 、热辐射范围基本不变 ，处 于可控范围内。放空气体压力从 3 MP a降到 1 ． 5 MP a所 用时间为 1 1 ． 5 h ，从 1 ． 5 MP a降到 0 MP a所用时间为 3 ． 5 h 。全程放空时间共计 4 5 ． 5 h ，与理论计算放空时间 一 致 ，放空量为 4 4 0万 m0 。 本文对中乌管道临 - o ,ff 段高压天然气放空方法进行了比 较 ，对天然气放空量、放空时间进行了理论计算 ，选择 了水平火炬点火放空方式 ，通过实际操作控制 ，使该放 空方式得到了有效验证和成功实施 。在整个放空过程 中 ，现场根据水平火焰喷射长度和放空管振动情况 ，通 过压力表监测数据 ，分阶段逐渐增加放空阀开启度 ，有 效防止了冰堵情况发生 ，减小了放空管道的振动，保证了 工程设计_ 放空压力、放空速度 、放空量的及时可控 。从安全和环 保的角度出发 ，将放空点选择在植被较少 、有地势优势 且无人居住的阀室处进行天然气放空，采用水平放置火 炬方式可使其产生的燃烧物基本沉淀于放空火炕底部 ， 与竖直放空产生的燃烧物随风飘散相比 ，减少了环境污 染 ，大幅降低了噪音和热辐射范围，达到了预期目的。 『 1 ] 四川石油设计院，输气干线设计手册 [ S ] [ 2 ] 孔吉民 对管道内放空时间及放空量的探讨 [ J ] ． 石油化工应用， 2 0 0 5 ， 4 1 8 2 O ． [ 3 ] 叶学礼． 天然 力计算 _ J _． 气工业， 1 9 9 9 ， 1 9 3 7 7 8 1 [ 4 ] 齐建波， 孙立刚， 张文伟 ， 等 西气东输二线阀室放空系统设置 『 J ] 油气储运， 2 0 0 9 ． 2 8 9 6 3 - 6 5 ． [ 5 ] 赵淑珍， 胡道华 西气东输放空系统的设计与研究 [ J 1 l 天然气与石 油 ，2 0 0 6 ． 2 4 5 2 0 2 3 ． [ 6 ] 朱骊川， 葛新 长输管道火炬计算若干问题探讨 [ J J l 国外油田工程， 2 0 0 7 ， 2 0 4 7 9 8 0 [ 7 ] GB 5 0 1 8 3 - 2 0 0 4， 石油天然气工程设计防火规范 [ S ] _ [ 8 ] S Y ／ T 1 0 0 4 32 0 0 2 ，泄压和减压系统指南 [ S ] ． [ 9 ] AP I R P 5 2 1 ， A G u i d e ， P r e s s u r e R e li e v i n g＆D e p r e s s i n g S y s t e rn [ S ] ． [ 1 0 ] 王松汉． 石油化工设计手册， 第4 卷， 工艺和系统设计 [ M] ． 北京 化学 工业 出版社 ． 2 0 0 2 ． [ 1 1 ] 董海生 卢宝春． 浅谈节流效应及在天然气集输工艺中的应用 [ J ] ． 油 气田地面工程， 2 0 0 3 ， 2 2 1 1 2 4 作 者简介 刘杰 1 9 8 0 一，男，北京人，工程师，2 0 0 8 年硕士毕业于中国石 油大学 北京 热能工程专业， 现从事天然气管道建设与运行管理工作。 收编 日期 2 0 1 3 0 6 0 4 第4 0 卷第1 期 2 9一