氮气置换方案

1、氮气置换技术方案1 编制依据1）氮气置换要求2） SY0401 98 输油输气管道线路工程施工及验收规范3） SY/T5922-2003 天然气管道运行规范4）国家和行业现行的有关规定、规范和验收标准5） 同类工程施工经验2 质量保证计划2.1.1 所标记的标准制品（可燃气体检测仪）的现有产品在类似工程中有满意的性能记录，产品符合技术规范。2.1.2 根据进行的工作，不论完成到什么程度，随时接受项目监理的检查。2.1.3 随时准备接受质量管理部门对工程质量的检查。2.1.4 对管道工程中置换接口的施工，按业主、监理指定的焊接工艺规程的要求进行。3 质量控制要点及要求3.1 置换不留盲端，在所有

2、的气头检测点2 分钟内每隔 30 秒检测 1 次，连续三次检测，每次检测仪检测到可燃气体量均在1以下，且保持一致。3.2 注氮量以管线和设备有氮气压力0.02MPa 为准，最终保持稳定。3.3 注氮温度、速度严格控制，满足氮气置换技术要求。3.4 可燃气体检测仪有校验证书记录设备系列号。置换质量控制流程图连接流程检查各连通阀门是否关严，阀室球阀是否全开，各连接流程做严密性试验，合格后进入下道工序。注入氮气根据施工方案计算好的用氮量和损失量，准备充足的氮气，根据管径和氮气温度控制注氮速度。巡线，各站点监测在沿线各个阀室用测氧仪检测氧气的含量，以确定氮气含量和氮气到达的位置，以每个测试点氧含量2%

3、为合格。末站监测，放空在氮气到达末端后，封闭末端并打开放空阀门，同时检测氧气浓度， 氧气含量2%后，充氮置换合格，关闭放空阀，停止注氮。封闭管线4 施工部署施工指导思想我们的置换施工指导思想是在确保符合 QHSE 相关要求下，不惜一切人力物力，视项目建设所需， 确保工程质量达到要求， 确保干燥置换施工进度按计划和项目总体要求进行。根据项目输气支线工程特点，我们制定出如下施工总部署：1）根据各工序特点，合理安排施工步骤，使各工序环环紧扣先全部完成线路的降压放空，再进行充氮置换。2）合理调配施工人员和设备在置换施工时实行各工序流水线作业， 逐段推进的方式。 准备工作如场地清理平整、平整，设备倒场就

4、位、流程连接、注氮工作分别交给专门机组完成。可燃气体检测由检测组独立承担。5 总体施工方案5.1 总体施工流程施工准备安装设备管线降压、放空全线充氮置换清理现场、交工验收5.2 置换开展的必要条件及准备1. 全线路天然气降压、放空。2. 临时用地、施工审批等各项手续办妥；临时用电、工农关系等协调完毕。3. 置换的设备、机具、仪器、人员就位，流程连接完毕。4. 必须接到本次动火连头现场领导组的指令方可进行施工。5.3 全线路管线、阀室及站场管网、装置充氮置换天然气1 充氮置换目的因新建管线 H1 桩至万通化工管道即将投产，须与临港分输站至成城沥青计量站段老管道连通， 但由于老管道内天然气是易燃气

5、体，若直接进行动火连头施工作业，必将产生爆炸造成事故， 为了避免造成不必要的损失，保证连头作业在安全的条件下顺利进行，需要在连头作业前对管中天然气进行充氮置换。2 全线充氮方案根据氮气置换技术要求 ，采用无腐蚀、无毒害的惰性气体作为隔离介质，采用无隔离清管器方案及“气推气”方式。氮气头天然气3 注氮的温度、注氮总量、流量流速和所需时间a.液氮气化后进入输气管道之前经加热装置至 515之间，以防低温损伤管线。b.注氮总量的确定临港工业用户支线二期工程输气管道氮气置换填充所需氮气量为在 0.02MPa ，10 状态下充满整个线路工程线路管道、阀室、站场管道体积所需用的量。为了确保输气管道氮气置换填

6、充能顺利、彻底，氮气注入量考虑如下损失量：a) 注氮期间氮气和天然气之间会发生混合，氮气会有混气量，造成氮气段的减量。b) 站场置换放空耗费的氮气量根据我公司以往施工经验，由上述原因引起的氮气损失量 30% 考虑。每充氮管段氮气用量（ Nm 3） = 该段管道总容积（ m3 ）（ 1+30% ）临港分输站 鸡啼门阀室管道 ?660 12.146KM 用氮量 +临港分输站 BP、成城沥青计量站?323 7.5KM用氮量3.14 （ 0.66 2）2 12146+3.14（ 0.323 2）2 7500 （ 1+30%） =（4153+612） 130%=6194m理论计算液态氮置换常温、常压氮气

7、量：800m3/T ，依据我公司施工经验按700m3/T 计算所需液氮量： 6194700=8.85 吨考虑到连头后还将进行全线路置换我公司一次购买14 吨氮气，如若因连头施工时间过长或其他意想不到原因造成氮气量增加，我公司与氮气供货商已达成协议，可提前 4 小时联系氮气， 3 小时氮气车到场。c.氮气流量流速计算我公司采用的氮气汽化器汽化能力为600m 3/h，即氮气汽化器出口流量为600 m 3/h，在 ?660 管道内流速为d.全线路首次置换合格时间为6194m3 600m3/h=10.3h4 充氮置换程序临港工业用户支线二期工程氮气置换线路示意图H1 桩动火连头点注氮点 1成城沥青计量

8、站氮气出口检测点调压橇汇管（调压撬排污口）V-0603氮气浓度检测点富华复材（撬体排污口）调压计量撬注氮点 2（进站汇管）V-0601临港分输站BP 计量站氮气出口检测点万通化工（调压撬排污口）氮气浓度检测点（撬体排污口）调压计量撬亚德利玻璃调压计量撬氮气浓度检测点（撬体排污口）南水沥阀室南水沥阀动火连头点氮气浓度检测点（上游压变根部阀）氮气浓度检测点（下游压变根部阀）因临港分输站至成城沥青计量站管径小、里程短（详见临港工业用户支线二期工程氮气置换线路示意图） ，临港分输站调压橇后汇管V-0603 上的清扫预留作为注氮点；可先选择从临港分输站注入氮气，分别在BP计量站、成城沥青计量站排污管处进

9、行氮气检测， （计算置换达标时间约为3.14 （ 0.323 2）27500=612m3 130%700m3/h=1.13h ）约 68 分钟后达到合格。然后进行临港分输站进站汇管V-0601 注氮点注氮，在鸡啼门阀室下游、南水沥上游压变根部阀处进行氮气检测；( 计算置换达标时间约为3.14 （ 0.66 2）2 12146=4153m 130%700=8.4h) 约 8.4 小时置换达标。由一台氮气车、一台汽化器分别由氮气注入口向两边主线路置换，在沿线阀室、计量站氮气检测点， 分别由业主及施工单位负责检测人员检测可燃气体浓度达到 1%以下，合格后关闭各阀室内放空阀，关闭各计量间计量橇放空及排

10、污阀门。我单位根据连头施工需要随时准备填充氮气，氮气充分保证需要量。 等待HI 桩动火连头、南水沥阀室改造连头作业施工完毕再次进行注氮。6、清理现场、交工验收完成所有注氮工作后，恢复现场流程，做好场地卫生清理工作。向项目部提交综合报告及相关资料申请验收。7、 氮气置换施工的人员、机械设备配置：机组名称数量人员组成及数量配备职责电（火）焊工 1 人负责施工前的准备工施工准备组1管工1人指挥车1辆作，包括设备搬迁、倒力工2人工程车辆 1 辆场、流程连接及其他辅司机2人助工作等工作氮气车操作组1氮车操作手 2 人液氮车 1台负责充氮置换过程液力工2人氮车的运行、 维护和液氮气化、充氮操作氧浓度检测人

11、员 2人监测车 1台负责充氮置换过程中监测组2测氧仪 2套质检员1人气体的检测司机1人为充分利用各种资源， 根据施工现场情况对各施工机组进行临时调配， 对施工人员进行临时调配。8 施工及检查技术措施8.1 氮气置换技术要求1）用于填充置换的氮气纯度应在99.95% 以上。2）置换开始前应确保每一注氮口、每一注氮管段所需的氮气足量及时供应，置换期间不得中断注氮。8.2 注氮要求及注意事项1）注氮作业现场周围设20 米范围警戒区，并设置明显警戒标志，与注氮作业无关的人员严禁入内。2）联系氮气源及运输车辆，安排注氮车及其它设施的停放位置，根据现场实际决定所需注氮的机具、材料，提前做好准备工作。3）注

12、氮车加热装置氮气出口温度范围为515 。 根据注氮速度及温度要求，液氮车配备与注氮车匹配的加热设施及其它附属设施。4）根据现场实际情况提前加工制作好注氮接头，拆卸与之有关的管段，临时注氮流程和注氮接头安装工作完毕。5）液氮车必须加带防火帽，工作人员必须遵守相关的各项安全规定。6）保持现场通风，防止液氮泄漏造成人员缺氧窒息。7）禁止触摸液氮低温管线，防止冻伤。8）做好压力、流量、温度等参数的记录。9 ）惰性气体可令人窒息，检测人员要注意空气中的含氧量必须达到18.5%21% 。10）用氮气进行管道内空气置换时，液态氮气首先通过汽化器加热器 温度表 临时管线，然后进入主管道。11）置换用临时管道管

13、径不易小于DN50 ，若受场地限制，可将临时管道煨制成盘管，温度计、压力表宜安装在靠近氮气车处。12）安排专人观察温度计的指示温度，充入氮气的温度不得低于5，若温度下降较快，减小氮气流量，以保证管道入口处氮气温度不低于5为准。13）选择多个检测点，检测口选择在管道稍高处，且靠近放空口处，检测口在每一条管道支线的末端设一处，在主管道靠近放空口处设一个检测口。14）氮气置换过程中， 在各个检测口处定时进行检测，以确定氮气置换进度，检测时间根据现场情况确定。15）大容器吹扫可能会导致窜气，吹扫可能扫不清整个容器，可同时在几个放空口进行取样测试以保证达到吹扫要求。16）末站内未进行置换部分设置明显标志

14、。8.3 充氮置换的气头监测方法在管线沿线的阀室设置气头监测点，同时在各站进站处设立气头监测点。根据情况沿线安排两个监测组，配置两台监测车、两套气体检测仪及监测人员，两个监测组随着氮气气头轮替向前检测。a. 氮气 -天然气混气段气头检测监测仪监测到可燃气开始从21% 下降时，在 2 分钟内每隔 30 秒检测 1 次，连续三次检测结果均不足21% 的含氧量时，就认为氮气-空气混气段气头已经到达。b. 纯氮气气头检测检测仪检测到可燃气下降到1% 时，在 2 分钟内每隔 30 秒检测 1 次，连续三次检测结果一致，就认为纯氮气已经到达。8.4 氮气置换的验收标准用氮气分析仪测量管道内含氧量不超过2%

15、为合格。8.5 基本设备、机具及材料表施工用基本设备、材料配备一览表序号名称规格型号单位数量一主要设备、车辆1液氮泵车NPT360HR15台12工程车台13运输车1.5 吨台1二测量仪器、仪表1测氧仪OX-100A套22可燃气体检测仪套23压力表量程 01.6MPa块24压力表量程 08MPa块25温度计-10100 支5三主要材料1液氮纯度 99.95%吨14四其它机具材料1电焊工具套12火焊割工具套13施工工具套若干4干粉灭火器5kg只45警示宣传标牌个88.6 主要设备、机具、仪器简介1）测氧仪技术指标：工作环境温度：1-40工作环境湿度： 85% RH响应时间：30秒氧传感器寿命：十八

16、个月精度：3 级测氧范围： 0-100%分辨力：0.1%显示方法：31/2LCD电源 ：DC 9V外形尺寸： 116mm 28mm 76mm2）可燃气体检测仪3）氮气车额定排气量： 60Nm 3 /min最大排气压力： 10MPa氮气纯度： 99.95%9 置换 HSE 管理措施8.1 置换 HSE 管理目标突发事故为零人员伤亡为零环境污染事件为零9.2 置换 HSE9.2.1 工作范围在工作中一切于有关的环保，安全，健康工作。具体分项可分为充氮工作中的环保、安全、健康。9.2.2 工作方法建立 HSE 管理，并采取有效措施，以使其工作符合在健康和安全等方面。空气压缩机属于高压设备， 在操作中

17、有安全隐患， 有专业操作手操作对其他员工进行安全教育防止意外发生。电焊机用电安全隐患设备， 电弧强光对人的身体健康有一定的危害， 电焊操作人员应穿好劳动保护装置， 协助人员应做好自我保护， 无关人员应远离操作现场。气焊操作存在火灾隐患， 非操作人员应严禁使用， 氧气乙炔在使用过程中应严禁碰撞，两个气瓶之间的距离应在 10 米的距离，并有专人安全看护。检测精密设备应轻拿轻放，在操作过程中应防止有害气体中毒。在管道置换施工存在有高压风险， 有害气体风险，用电风险，车辆安全风险，对于这些高压风险控制要在管线两端放置警示标志， 防止非操作人员靠近， 还要安排有经验的工人在此操作。 对于有害气体风险， 有害气体风险主要存在各个阀室和管线的两端， 工作人员在操作时要先检测有害气体的浓度， 确保工作人员人身安全。对于用电风险，要安排专业电工操作，在操作时要有两名员工在现场，并在用电设备上安装漏电保护装置。 对于车辆安全风险， 要专车专人操作， 严禁他人无证驾驶。有害气体风险主要存在有氮气和天然气， 氮气危险存在于置换作业中， 特别是在阀室中，氮气浓度