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北美的管道经验值得注意

2008-03-28　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

[中国油气管道网2008年3月24日] 今年1月11日，在冬季供气异常紧张的情况下，西气东输111号阀室因与主管道连接的上游侧旁通球阀连接法兰漏气而不得不进行封堵维修作业。这使人想起当时西气东输监理总部美国环球公司（UNIVERSALENSCO.INC）对西气东输工程提出的一些建议中，就曾经提到，按照北美的管道经验：“北美的行业惯例是用焊接的方式连接阀门和管道，避免使用法兰连接，这样做的目的是确保高压气体和管道系统全部是密闭的金属容器，从而避免可能出现的法兰泄漏”。使人担心的是，仅西气东输干线138个阀室旁通线两侧与主管道连接的球阀全部是法兰连接，随着时间的推移，法兰漏气的概率还会增加，法兰连接点将成为永远的风险点。
环球公司推出的北美经验，应该引起我们的高度重视。众所周知,北美洲是世界上天然气资源最丰富、天然气消费量最大的地区之一。美国第一条天然气管道１８７２年就开始建设，至今已经有130多年历史。到90年代初,北美洲共有天然气干线管道53.5万km,为全球140多万km输气干线的38%,其中美国为45.8万km、加拿大6.4万km、墨西哥1.3万km;全球554座地下储气库中,北美就有424座,占76%。2005年，全世界生产天然气2.76万亿立方米，仅美国就消费了6335亿，占全球消费量的33%正因为北美地区的天然气管道建设时间长、建设规模大，加之政府对管道安全有完备的监管标准，北美地区也积累了丰富的管道建设和运营经验。日前，中石油投资的干、支线全长9000多公里，途经14个省区市西气东输二线已经开工建设，值此之际重温美国环球工程公司2006年就我国天然气管道建设提出的一些建议，希望能够引起同行的注意：

1.分输计量站不必使用旋风分离器

在北美，只要管线清扫和干燥达到了规范要求，且用于接收气体进入管线的计量设施配备有防止液体进入管线的监控设施，就没有必要在分输计量站同时安装旋风分离器和过滤分离器。而在中国，分输计量站都安装了旋风分离器和过滤分离器。美国环球公司建议：在分输计量站只安装过滤分离器。

2.不必建造干线阀室（盖房子）

在北美，输气管线的干线阀都是埋在地下的，不使用密闭的建筑物。密封的阀室通常被认为是危险的天然气聚积区，还是水、潮气和昆虫或动物们的聚集地，而它们都妨碍管线的安全操作。为保障阀门的安全，通常使用围墙，大门上锁。

在西气东输管道工程中，干线阀周围修建了砖砌的建筑物，将设备围堵起来。这不仅产生了安全问题，而且还需要安装不必要的天然气检测设备。

美国环球公司建议：不要在干线修建阀室。为保障阀门的安全，可建造围墙或围栏，大门上锁即可（此条不符合中国国情，笔者注）。 3.管线上的焊接阀门在北美的天然气管线中，行业惯例是用焊接的方式来连接阀门和管道，避免使用法兰连接。因为一旦法兰泄漏，就需要停输管线来修补泄漏。这样做就保证了高压气体和管道系统全部都是密闭的金属容器，一直到该系统的第一个绝缘节点为止。该行业惯例还确保了主管线上不使用法兰，从而避免了可能出现的法兰泄漏。在西气东输工程中，在每个干线阀上的两个放空阀的管线一侧，都安装有一个法兰连接。一旦连接处的密封垫出现泄漏，就必须停输管线，并放空整个管段，才能对泄漏处进行修理。美国环球公司建议：所有连接到管线的阀门在管线一侧都使用焊接连接。 4.支线管道的最大允许操作压力在北美，最近几年，输气管线的支线压力已设计为与主干线压力相同，并已经过了测试。该设计避免了在支线与主干线的连头处安装昂贵的、但不必要的调压设备。尤为重要的是，这样的设计可利用“管道充填量”来满足支线用气高峰段的调峰需求。此外，一旦市场条件发生变化或者将来需要供应新的用户，该设计还可提供额外天然气的发展空间。需要说明的是，为了满足该设计，需要增加资本成本，以提高法兰和阀门的ANSI（美国国家标准协会）等级以及管线的等级，但是许多管线系统已证明：相当于较高的管线设计压力带来的利润，这些费用简直微不足道。在西气东输管道工程中，支线管道的设计压力比主干线低，这就需要在支线与主干线连接处安装额外的减压站，这样就限制了高峰时间所需天然气的“管线充填量”，也限制了将来发展新用户的潜力。美国环球公司建议：支线管道的设计压力应与主干线一样。 5.防腐补口材料的选择在北美的大管径管道工程中，由于安装收缩套的难度较大，管道公司都不使用收缩套进行现场防腐补口。他们一般使用比较简便的焊口防腐涂料，如液态环氧树脂涂料和聚氨酯涂料。在西气东输管道工程中，业主要求使用收缩套进行防腐补口。为了满足规范要求，施工单位在使用收缩套的过程中不断遇到问题。美国环球公司建议：将来进行大管径施工时，研究和选择在现场进行防腐补口所用的液态涂料。尤其需要指出的是：美国环球公司建议不要在水平定向钻穿越中使用收缩套。 6.减少热煨弯管的数量在北美，由于厚壁钢管的要求以及现场热煨弯管的生产、检测、防腐和发运所产生的额外费用，施工单位在管道工程中都尽量减少热煨弯管的使用数量。热煨弯管主要增加了连头焊口的数量，生产厂家也需要较长的供货时间。对于垂直弯管的设计，可相应改变土方工程并采用现场弯管。而对于水平弯管的设计，绝大多数位置可利用多个现场弯管来改变方向。在西气东输管道工程中，如上所述，业主对设计进行审核后允许用较高比例的现场冷弯管代替热煨弯管。据美国环球公司了解：由于黄土地区的某些区域安装了重要的水工保护措施，所以应考虑到尽量减少土石方工程。美国环球公司建议：在将来的管道工程中，对热煨弯管提出要求之前，应与具有西气东输施工经验的承包商一起进行详细的热煨弯管设计，其中包括对所有的热煨弯管位置进行现场勘察。 7.干线阀的设计在大多数西方国家，天然气是从放空阀直接排放到空气中的，并不需要将其引入放空火炬进行燃烧。使用放空火炬系统会增加干线阀安装的成本和难度。另外，干线阀的放空管线上还有一个额外的放空阀，这在北美的设计里是没有的。除此之外，不允许在主干线上连接小口径的管线，因为一旦该小管线泄漏和破裂，就需要放空主干线来进行维修。美国环球公司建议： a、如果中国法律允许的话，应在偏远的、人口不密集的地区取消放空筒和火炬气燃烧，且应将天然气直接放空到大气中。 b、干线放空阀的管道一侧与干线放空阀相连的输气管线的直径至少应为2英寸，且带有一个截断阀，该输气管线在截断阀的管道一侧应与截断阀焊接连接。其它所有相连的输气管线都应从该2英寸口径的管线连接的对侧引出。在管道运行期间，可将该截断阀锁定在开启位置。 C、去掉放空管线上通往放空火炬的多余阀门。 8、直接焊接到管道上的结构支架国际法规和标准的管线施工规范都不允许将结构支架直接焊接到管线上，除非在特殊的情况下需要对运行设备进行加固和安装板材。在西气东输管道工程中，结构支架设计为直接焊接到

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