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管道研究

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退役長(cháng)輸原油管道注氮封存實(shí)踐

來(lái)源:《管道保護》2023年第3期 作者:趙剛 時(shí)間:2023-6-29 閱讀:

趙剛

國家管網(wǎng)集團東部?jì)\公司新鄉輸油處

 

摘要:退役原油管道存在環(huán)境風(fēng)險及占壓隱患,應進(jìn)行安全處置。介紹了選用的作業(yè)方案,通過(guò)自主完成氮氣推油、物理清洗、注氮封存等作業(yè)過(guò)程及難點(diǎn)處置,順利實(shí)施原油管道封存工程,徹底消除了停運造成的環(huán)境風(fēng)險和占壓隱患?偨Y的作業(yè)經(jīng)驗為退役管道處置提供了有益借鑒。

關(guān)鍵詞:退役管道;氮氣推油;物理清洗;注氮封存;占壓隱患

 

2021年11月,日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道(以下簡(jiǎn)稱(chēng)日濮洛管道)順利投產(chǎn),取代中洛原油管道(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中洛線(xiàn))輸油功能。2022年1月12日,中洛線(xiàn)正式退役。中洛線(xiàn)于1992年9月建成投產(chǎn),管道總長(cháng)度282 km,管徑426 mm,壁厚7 mm(穿、跨越段為8 mm),管容 37622 m³,設計壓力6.3 MPa。為盡快消除退役原油管道存在的環(huán)境風(fēng)險及占壓隱患,綜合考慮安全性、經(jīng)濟性、可行性以及中洛線(xiàn)高程、站內工藝和收發(fā)球筒參數等因素,對比分析用水或氮氣封存可能帶來(lái)的安全環(huán)保風(fēng)險影響,決定采用氮氣推油、物理清洗、分段注氮封存方式實(shí)施管道封存。

1  實(shí)施過(guò)程

1.1  氮氣推油階段

氮氣推油置換分洛陽(yáng)—新鄉段(143 km)、新鄉—濮陽(yáng)段(139 km)兩段進(jìn)行。以氮氣為動(dòng)力源發(fā)送清管器把原油推至濮陽(yáng)站儲罐內,再利用濮陽(yáng)站給油泵反輸至臨濮線(xiàn),最終進(jìn)入臨邑輸油站儲罐。推油時(shí),氮氣與原油中間設置一個(gè)皮碗型清管器(過(guò)盈量3%,不帶泄流孔,帶信號發(fā)生器)作為隔離球。

洛陽(yáng)—新鄉段氮氣推油掃線(xiàn)歷時(shí)6天,推油過(guò)程相對平穩,注氮壓力0.6 MPa~0.8 MPa,清管器平均速度1.2 km/h,濮陽(yáng)站收油17 000 m³,新鄉收球筒內取出固態(tài)油蠟189.4 kg。

新鄉—濮陽(yáng)段注氮壓力0.8 MPa增至1.4 MPa,清管器運行速度過(guò)慢。遂決定在滑縣輸油站采取開(kāi)孔排氣排蠟措施,持續4天排出固態(tài)蠟及油泥7.17 t。隨后將清管器推至滑縣輸油站101#閥和102#閥之間。管內原油轉運至濮陽(yáng)站,共回收落地油96.7 t。

由于上游管道清除的多數管壁蠟層已溶于原油形成黏度、密度較大的油蠟漿液或凝油團,且大部分已隨油流逐漸推至滑縣—濮陽(yáng)段發(fā)生堆積,推動(dòng)阻力較大。如若按原方案繼續滑縣—濮陽(yáng)段推油掃線(xiàn)作業(yè),發(fā)生清管器停滯及管道堵塞風(fēng)險較大。為此決定在滑縣站實(shí)施特級動(dòng)火作業(yè),斷管、安裝法蘭、改造轉發(fā)球筒,重新發(fā)送清管器,至濮陽(yáng)站順利收球,清管器完好。該段氮氣推油作業(yè)歷時(shí)兩個(gè)多月,共收油38 410 m³,判斷管道內已無(wú)存油。

此次氮氣推油掃線(xiàn)往臨濮線(xiàn)累計反輸3次,合計輸量31 700 m³,累計排出固態(tài)油蠟及雜質(zhì)40.19 t,已按照危廢處置程序進(jìn)行合規處置。

1.2  管道清洗階段

分洛陽(yáng)—新鄉段、新鄉—濮陽(yáng)段兩段實(shí)施,每段發(fā)送兩個(gè)皮碗型清管器,清管器之間按照1:1比例注入80 t水和清洗劑的混合液。約160 t清洗物推送到濮陽(yáng)站儲油罐內。

洛陽(yáng)—新鄉段歷時(shí)4天完成清管作業(yè),期間清管器運行相對平穩,平均速度2 km/h,注氮壓力0.1 MPa~0.5 MPa。

新鄉—濮陽(yáng)段注氮壓力0.15 MPa~0.88 MPa,清管器平均速度1.13 km/h,在距離濮陽(yáng)站1.6 km處運行緩慢,隨即在濮陽(yáng)站反復采取排蠟、解堵措施,歷時(shí)7天順利完成收球作業(yè)。

為了驗證管道清洗效果,分別在滑縣站內管道和洛陽(yáng)站外管道斷管檢測,斷管處無(wú)殘液,斷口管壁顯示清洗效果良好(圖 1)。四合一氣體檢測儀檢測管內氧含量最高為16.9%,其他氣體含量為零,達到要求。


1 中洛線(xiàn)斷管處管道內壁

1.3  分段封存階段

為保證氮氣密封效果,在每個(gè)站靠近城區且占壓隱患較為集中處,選擇1處合適位置進(jìn)行斷管,中洛線(xiàn)共分成12段進(jìn)行封存,封存壓力0.07 MPa~0.08 MPa。從封存段一側注入氮氣,另一側通過(guò)放氣口取樣分析,依據SY/T 7413―2018《報廢油氣長(cháng)輸管道處置技術(shù)規范》,待排出的可燃氣體檢測濃度連續3次(間隔為5 min)達到零為合格(圖 2)。


2 中洛線(xiàn)注氮封存現場(chǎng)

2  經(jīng)驗分享

2.1  精心組織作業(yè)  

數易其稿編制《中洛線(xiàn)氮氣推油掃線(xiàn)清洗封存工程方案》,成立中洛線(xiàn)氮氣推油掃線(xiàn)領(lǐng)導機構,下設調度組、站場(chǎng)組、線(xiàn)路組、HSE組、保駕組、后勤保障組等六個(gè)專(zhuān)業(yè)小組,明確各方職責。組織開(kāi)展方案學(xué)習培訓和模擬操作,嚴格執行工藝流程操作、參數監控,逐個(gè)手動(dòng)確認閥門(mén)狀態(tài),防止卡球。對四處較大的河流穿越處、兩座閥室、進(jìn)出站場(chǎng)等高風(fēng)險管段安排專(zhuān)人看護。及時(shí)跟蹤清管器運行狀態(tài),動(dòng)態(tài)調整氮氣注入量及上下游閥門(mén)開(kāi)度,確保清管器平穩運行。

2.2  識別管控風(fēng)險

施工過(guò)程中多次組織安全技術(shù)交底及JSA分析,及時(shí)識別風(fēng)險。從注氮量計算、清管器運行速度、管道局部堵塞處置以及管道泄漏等各環(huán)節,全面分析可能存在的風(fēng)險,并制定切實(shí)可行的管控措施。推油期間合理引導清管器進(jìn)入滑縣站,避免了站外封堵斷管取球。為減少靜電積聚,濮陽(yáng)站儲油罐進(jìn)油嚴格控制流速在1 m/s以?xún)。管道清洗階段,為防止清管器通過(guò)卡阻段后運行速度過(guò)快,及時(shí)對注氮量、上下游閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行控制,適度建立背壓。為防止氮氣沖罐風(fēng)險,清管器距離濮陽(yáng)站10 km前停止注氮,降壓、降速運行。推油及清洗階段,氮氣通過(guò)吸附及過(guò)濾裝置排放,做到了安全環(huán)保。斷管封存點(diǎn)位多、工程量大,涉及特級用火、臨時(shí)用電、吊裝、管線(xiàn)打開(kāi)、溝下作業(yè)等高風(fēng)險作業(yè),現場(chǎng)全程監護,嚴格制度落實(shí),確保了整個(gè)施工過(guò)程作業(yè)安全。

3  結語(yǔ)

在沒(méi)有經(jīng)驗可借鑒的情況下,新鄉處立足自我、克服困難、精心組織,歷經(jīng)134天順利完成了中洛線(xiàn)注氮封存工程,節約各項施工費用約3000萬(wàn)元,積累了大量數據和寶貴經(jīng)驗。經(jīng)專(zhuān)家組現場(chǎng)驗收,已完成全部管道隱患銷(xiāo)項工作,節省專(zhuān)項管道占壓整治費用近5000萬(wàn)元。

建議氮氣推油距離以不超過(guò)80 km為宜,距離過(guò)長(cháng),克服磨阻所需要的氮氣量成倍增加。此外,應避免清管器前方進(jìn)入大量氣體而產(chǎn)生較大氣阻,如果進(jìn)入了大量氣體,應考慮在清管器未到達的前方站場(chǎng)提前采取排氣措施。


作者簡(jiǎn)介:趙剛,1978年生,本科,三級工程師,畢業(yè)于河南財經(jīng)政法大學(xué),現任新鄉處管道保衛科副科長(cháng)。聯(lián)系方式:15537352315,1123703942@qq.com。


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