清管球清管方案

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1、重慶夭然氣高壓管道重慶支線北起永川站，南至高新區(qū)南的石橋鋪配氣站。管道全長62km,公稱管徑400mm,設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa。在施工過程中殘留下來的污物(水、土、砂、石塊、焊渣等雜物)和管道投產(chǎn)運(yùn)行中積存的凝析液及腐蝕物，會(huì)影響氣質(zhì)和輸氣能力，堵塞儀表，降低計(jì)量粘度，加劇管道內(nèi)壁腐蝕。利用清管球清除管內(nèi)污物是解決上述問題的有效措施[1，2],為此，我公司于2009年10月進(jìn)行了首次消管球消管作業(yè)。2清管球清管方案2.1清管球的選擇清管球品種較多，可分為實(shí)心清管球利空心清管球。清管球外層材料為耐?磨耐?油的氯丁橡

2、膠，公稱直徑不超過lOOmni的清管球一般采用實(shí)心球，大于100mm時(shí)采用內(nèi)腔注水的空心球。為了確保首次帶氣清管的順利進(jìn)行，決定采用淸管球。2.2壓力控制(1)清管球后壓力的控制清管球的運(yùn)行速度應(yīng)適宜，過快容易使管道產(chǎn)生振動(dòng)，并且清管球容易磨損。另外，清管作業(yè)從上午開始,一般要求在下午供氣離峰前完成，由此確定消管球的運(yùn)行時(shí)間為6?7h,淸管球的運(yùn)行速度為10km/ho清管作業(yè)時(shí)，重慶支線清管球后的壓力：pOqO/TO=Zpq/T(1)式中：p0——工程大氣壓力，0.1033MPa；q0——工程狀況(0.1033M

3、Pa,293K)下的供氣量，m3/h；TO一一工程狀態(tài)下的溫度，293K；Z——?dú)怏w壓縮系數(shù)；一般清管作業(yè)時(shí)的壓力p<1.2MPa,7=1.0；P——清管球后的絕對(duì)壓力，MPa；q——清管作業(yè)時(shí)的工作狀態(tài)下的燃?xì)饬髁?，m3/h；T一一發(fā)送站的天然氣溫度，K。若近似認(rèn)為了：T=TO,式(1)簡化為式中：d管道內(nèi)徑，0.414m；v——清管球在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，km/h。當(dāng)天要求的供氣量為20X104m3/d,則q0=8333m3/h。代入式(2)得,p=0.77MPa.山此確定清管作業(yè)時(shí)清管球后天津支線的壓力(表壓

4、)為0.7MPa左右。(2)清管球前后壓茅的確定清管球前后壓差A(yù)p可利用“組合圓筒”原理按下式計(jì)算確定：式中：Ap清管球前后壓差，MPa；f一一橡膠球與鋼管的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，0.12；E一一橡膠球的彈性模量，8.O.MPa；B——清管球的相對(duì)過盈量，過盈量與半徑的比值；P=8/207=0.0386；u1——橡膠球的泊松比，0.48。經(jīng)計(jì)算得111Ap=0.05MPao考慮污物的阻力，確定清管球的前后壓差A(yù)p為0.06MPao2.3清管球運(yùn)行距離乙的確定淸管球的運(yùn)行距離根據(jù)進(jìn)入消?管球后管道內(nèi)的氣體量用體積法計(jì)算。L

5、=4p0TV0Z/(nd2pT0)(3)式中：L——清管球與起點(diǎn)的運(yùn)行距離，m；V0——發(fā)球后累計(jì)進(jìn)氣體積(狀態(tài)為0.1033MPa,293K),m3。將有關(guān)數(shù)值代人式(3),可得L=0.743V0/p（4）3清管作業(yè)3.1清管過程重慶天然氣長輸管道天津支線全程見圖1。充氣支線全程設(shè)6個(gè)觀測點(diǎn)一一永清站、趙家樓閥室、王慶坨閥室、京福閥室、楊柳青電廠閥室、天津配氣站（以下簡稱天津站），觀測壓力及清管球通過與否。清管前一天，將天津支線壓力（表壓）降至0.5MPa,以便控制清管球的運(yùn)行速度。清管當(dāng)天上午8:00,清管作

6、業(yè)正式開始。清管作業(yè)的全過程見表1。由清管球清出的污物為深褐色粉狀體，并伴有少量的水，污物質(zhì)量約450kgo經(jīng)化驗(yàn)含有碳、鐵等元素。3.2分析（1）在清管球未進(jìn)入管道系統(tǒng)時(shí)，永清站與天津站的壓差很小，為0.003MPao8:08開始淸管作業(yè)時(shí),為了克服清管球與管道的摩擦力，使Ap升高至0.07MPa左右，說明選用的清管球較為合理。（2）隨著清管作業(yè)的進(jìn)行，清管球前會(huì)堆積一定最的污物，增加了阻力，于是在11：30開始加大流量提高清管球前后的壓差。從11:30開始，△p緩慢升高至0.154MPao表1淸管球運(yùn)行狀況時(shí)

7、刻清管球后壓力/MPa清管球前壓力/MPa壓差A(yù)p/MPa備注8:00（永清站）0.465（天津站）0.4620.003無清管球時(shí)8:080.5610.5000.061清管球發(fā)出8:250.6010.5300.0719:000.5430.5000.0439:400.5790.5500.0299:550.5700.5280.042清管球通過趙家樓閥室10:300.6110.5330.07810:550.6690.6000.06911:100.6760.6130.06311:300.7010.6360.065通知永清

8、站加大流量11:370.7100.6390.07112:000.7210.6470.074清管球通過王慶坨閥室12:250.7800.67o.no12:570.8060.6790.127清管球通過京福閥室13:300.8410.6910.15013:130.8450.6910.154清管球通過電廠13:400.8950.700（開始卜-降）0.195按照計(jì)算，清管球應(yīng)到達(dá)