关于蒸汽流量计在具有易燃性和易爆性施工难点分析

摘要：因为天然气具有易燃性和易爆性的性质，所以天然气的存放、运输、使用都有十分严格的要求。可见，天然气蒸汽流量计动火连头施工过程就十分危险。文章则根据实际施工过程，分析了天然气蒸汽流量计动火连头施工过程中的重点和难点，并提出了一系列安全可靠、成本低廉的方法对策。从而在实处做到了消除动火连头作业中的轻烃，并有效隔绝可燃气体，保证施工人员的人身安全。对于动火连头的方案，也进行了讨论和阐述。甲烷是天然气的主要成分，并归属于甲类可燃气体。虽然天然气本身具有比空气轻、容易发散的物理特点。但是，在厂房、作业坑、天然气储罐等封闭的环境内，还是容易出现天然气聚集的情况。当天然气与空气混合成一定比例的时候，就大大地提高了天然气爆炸的几率，从而造成生产事故和经济损失，甚至会导致人员伤亡。所以，天然气使用单位和施工单位都必须重视天然气安全问题。
1 工程概况
某工程需要对现有天然气设施进行改造。首先需要对某处外输气蒸汽流量计的原流量计流程进行改造。并在相应部位增设旋涡流量计。天然气在旋涡流量计计量后在进入原有蒸汽流量计。改造前工艺流程图如下图所示。

由工艺流程图可以知道，该工程有以下难点：
（1）动火连头蒸汽流量计属于湿气蒸汽流量计，并且蒸汽流量计本身没有安装收发球装置。管线在建成后没有开展过通球扫线工作。所以，该蒸汽流量计内存有轻烃。所以，需要氮气置换与其它置换方法相配合，才能彻底置换管内杂质。
（2）地下阀池是动火施工地点。相比其他项目来说，该施工点空间狭小，容易发生天然气的聚集。
（3）该处的改造工作需要采用停输改造的方式。施工时间很紧，并且需要在12h内回复蒸汽流量计的正常运行，从而保证业主能够正常使用天然气。
（4）如果没有采取科学有效的安全防护措施，则很有可能导致安全事故的发生。
2 确定动火连头方案
经过改造计划，管线的流程见下图。改造后，有三条蒸汽流量计涉及到动火连头施工。有阀门控制的蒸汽流量计有两条。施工过程中可以通过打接地线和加装隔离盲板的方式防止着火爆炸事故的发生。下图中的实施蒸汽流量计为汇管，也是本工程好危险、难度好高的施工点。根据本项目的实际情况以及动火连头施工原理，故采用图3所示的施工方案。

3 动火连头施工步骤
（1）找到图1所示的汇管末端阀7的立管处，并以带压的方式开一个直径为50mm的孔洞。该孔用于氮气置换和蒸汽吹扫工艺所需的气体出口。
（2）首先保证计量阀室流程已经预制完成，随后将图1中的1、3、4、5、7号阀门关闭。
（3）在当地施工管理人员的监督和指挥下，完成蒸汽流量计的防控泄压工作。需要放空泄压的蒸汽流量计为庙-南湿气蒸汽流量计汇管以及原南堡NP2-3LP外输气蒸汽流量计。
（4）蒸汽流量计需要利用氮气车进行氮气置换。置换所需的氮气需要达到99.95%以上的纯度，并且将推进速度控制为5m/s。氮气置换很难在一次操作后就达到置换轻烃的要求。所以，本次置换工作将可燃气体体积控制在10%左右即可认为合格。
（5）随后，对蒸汽流量计进行蒸汽吹扫。锅炉车是主要吹扫设备。从而保证蒸汽流量计内的轻烃被吹扫干净。吹扫注意事项如下：地衣，保证以大于30m/s的大流量蒸汽对蒸汽流量计进行吹扫。第二，蒸汽吹扫的加温顺序应该是加温、冷却、加温。并且需要不断循环加温。
（6）再一次对蒸汽流量计开展氮气置换，从而保证天然气在蒸汽流量计内的体积百分比不高于0.5%，即视为置换合格。
（7）联系各个部门，对蒸汽流量计的置换工作进行评估，保证置换合格后，使用冷切割机对蒸汽流量计进行切割。切割过程中需要注意给切割口降温。降温方式可以是冷水表面淋浇。
（8）为了进一步保证施工安全和施工人员的人身安全。需要运用黄油提前对湿气蒸汽流量计汇管动火切割的位置进行封堵。封堵后，需要对监测管口处是否有可燃气体。确定封堵有效，无天然气泄漏，并且施工现场可燃气体浓度为0时，就可以在动火切割点按照设计要求焊接与蒸汽流量计规格、压力相同的法兰。黄油墙本身的封堵强度很难达到动火连头的强度要求。所以，为了避免黄油墙出现塌落，我们可以根据蒸汽流量计直径制作相应的黄油封堵隔离工具。工具结构见下图所示。

黄油墙封堵工具的制作方法及制作规格可以参考以下几点：
第一，先制作黄油挡板。黄油挡板分为内挡板和外压板。制作时，可以选用硬塑料板或者胶木板作为内挡板的选材。压板的直径应该比封堵管的内径小0.8mm左右。拉杆可以是直径为20mm的原木。内挡板与拉杆之间可以用螺丝牢固连接。外挡板需要在中间打孔，并以加套管的方式保证封堵时可以压紧黄油墙。
第二，应该选择软硬适中的黄油泥，并且需要将黄油泥与滑石粉进行混合。混合比例为1:3。首先将内挡板放置到计算好的深度，然后将黄油泥分层填入蒸汽流量计内部，并不断用压板挤压黄油，从而让黄油能够完全填满蒸汽流量计。黄油墙的填充厚度达到管径3倍时，即为合格。并且需要保证黄油墙厚度在50cm以上。黄油墙填好之后，在管外包裹沾湿的毛毡。该过程禁止对蒸汽流量计进行敲击，从而避免在后续动火作业时，导致黄油墙的坍塌和融化，降低油气泄漏的几率。
第三，完成黄油墙封堵工作后，需要对管控可燃气浓度进行检测。保证可燃气体浓度为0后，才能开始动火作业。并且，可燃气体检测浓度应该伴随在动火作业全程。一旦发现浓度升高，应该立即停止施工，并检查可燃气体浓度升高的原因，同时确定黄油墙是否出现塌落问题。
（9）完成连接法兰焊接工作后，需要等待管口温度降低，并确定施工现场无火源或动火作业时，才能拆除封堵黄油墙，并将管口内清理干净。保证管内无残留物后才能开始下一步的施工工序。
（10）保证法兰焊接工作完成，且质量合格后，需要在法兰处采取隔离措施。隔离材料为5mm后的石棉板。隔离工作完成后，开始好后一道死口的焊接工作。
（11）完成好后死口焊接后，需要再一次对焊接质量进行检测。保证现场无天然气泄漏后，才能拆除石棉板，并安装好金属缠绕垫，做好紧固工作，整个切割安装流程即为完成。好后再对蒸汽流量计进行好后一次氮气置换，并确定放空气体中氧含量不超过2%，即可恢复天然气的输送。
4 结语
文章简要介绍了某天然气蒸汽流量计改造工程中，对湿气蒸汽流量计进行动火连头施工的案例。该案例中选用的施工方法具有安全可靠、操作难度低、施工成本低等特点。施工过程中蒸汽吹扫、黄油墙封堵等技术措施，对于隔绝可燃气体、消除蒸汽流量计内轻烃都有着十分显著的效果。从而有效降低了施工事故的发生几率，保证了施工安全和施工人员的人身安全，并且大大缩短了施工工期。从实际的施工效果来看，对于蒸汽吹扫适合用于短距离的湿气蒸汽流量计，清管扫线适合用于长距离蒸汽流量计。希望文章所阐述的观点能够给各位天然气蒸汽流量计维护人员提供一定的借鉴与参考。也希望通过我们不懈的努力，我国天然气蒸汽流量计安装维修技术能不断的发展。