摘 要

清管站的功能就是收发清管器。长输管道的清管作业有投产前清管和正常运行期间清管。投产前清管的主要目的是清除管道内杂质，主要包括施工期间的泥土、焊渣、水等。正常运行期间的清管是指管道运行一段时间后，由于气体内含有一定的杂质积存在管线内，使管输效率下降，对管线造成腐蚀等，因此需要对管线进行清管。

 清管站的功能就是收发清管器。长输管道的清管作业有投产前清管和正常运行期间清管。投产前清管的主要目的是清除管道内杂质，主要包括施工期间的泥土、焊渣、水等。正常运行期间的清管是指管道运行一段时间后，由于气体内含有一定的杂质积存在管线内，使管输效率下降，对管线造成腐蚀等，因此需要对管线进行清管。常见清管站工艺流程图，如图3-1所示。

输气管线所用的清管器主要有橡胶清管球和橡胶皮碗清管器。

清管器在输气管内形成一闭活塞，它在天然气压差的推动下沿管壁运行，以清除和推送管内污物，这个过程称为通球清管。无论使用橡胶清管球还是橡胶皮碗清管器，它们在管内的运行情况、操作步骤及计算方法都基本相同。

（1）清管球在管内的运行速度主要取决于管内摩阻大小（污物与摩擦阻力）、输入与输出气量的平衡情况以及管线经过地带、地形等因素。球在管内运行时，可能时而加速，时而减速，有时甚至暂停后再启动运行。

（2）在管内污水较少和清管球的漏气量不大的情况下，球速接近于按输气量和起终点平均压力计算的气体流速，推球压差比较稳定，也不随地形高差变化而变化。这是因为污水较小时，球的运行阻力变化不大，球运行压差较小，球速与天然气流速大体相同。

（3）清管球在推送较多污水的管段内运行时，推球压差和球速变化较大，并与地形高差变化基本吻合，即上坡减速，甚至停顿等候增压，下坡速度加快，这是因为推球压差是根据地形变化自动平衡的。

一、清管的工艺参数

为了掌握清管作业的情况，分析遇到的问题，经常需要了解清管器的过盈量、运行距离和速度、清管压差、放空量和排污量等参数。

1．清管球过盈量

清管球过盈量的计算如下：

式中　D₁——清管球外径；

D₂——管线内径。

2．清管器运行距离和速度

密封良好，没有泄流孔的清管器的运行距离为：

式中　L——清管器的运行距离，m；

Q_n——发球后的累计进气量，m³；

D——输气管内径，m；

p_n、T_n——标准条件下的压力、温度；

p、T、Z——清管球后管段内天然气平均压力、温度和压缩系数。

在实际操作中，每隔15～30min计算一次进气量及压力，将各次气量累计，应用上式即可求得清管球的运行距离。

清管器的运行速度v=L/t（t为清管器发出以后的时间）。

预测清管器到达各观察监听点的时间为：

3．清管压差

正常输气下通球时，必须正确估计最大推球压差，在不影响天然气输送情况下，可调整输气压力和平衡气量。

影响最大推球压差的因素很多，如在清管器爬坡时推举水柱的力；球与管壁的摩擦阻力；气流、水流与管壁的摩擦力；由于爬坡或脏物卡球；清管球停止运行时再次启动克服的惯性力等。在这些因素中，起主要作用的就是清管球前水柱的静压力及污水与管壁的摩擦阻力。因此，通球前应根据高差、污水情况和目前输气压差，与理论计算压差相比较以及过去的清管实践资料进行综合分析，估计通球所需的最大推球压差。

4．放空量

当高速、大量排放天然气时，管端压力p≥84kPa时，则天然气经过放喷管线开口端呈临界流动状态，此时可根据下式计算放空量：

式中　p——距放空口4倍管内径处测得的压力，MPa；

D——放空管出口端内径，mm；

G——天然气相对密度。

5．排污量

清管排污量可直接从排污池容积标尺上读出，如无排污池，可根据排污口水平喷射时的射流轨迹求排污量，由能量守恒和孔口出流的原理估算，得：

式中　W——排污量，t；

D——排污管内径，m；

x——排污口至流束落地点的水平距离，m；

y——排污口至流束落地点的垂直距离，m；

T——排污时间；

ρ——污水密度，t/m³。

二、清管站的发送与接收

1．清管站的发送

1）清管器发送前的准备和要求

（1）清管前对站场设备、管道状况进行全面检查。

（2）根据管道实际状况，确定选择清管器的过盈量。

（3）全面掌握清管方案，做好工艺操作及清管前的准备工作。

（4）检查清管器皮碗安装螺钉是否紧固。

（5）测量皮碗直径及厚度。

（6）检查发射机安装是否紧固；连接搭片是否紧固。

（7）检查清管器发出筒上压力表是否合适、完好。

（8）清管器通过指示器是否灵活好用，且已复位。

（9）准备好专用扳手、活扳手、黄油、密封脂、快开盲板密封圈和清管器送入拉出杆等材料和工具。

2）发送清管器流程（图3-2）

（1）清管器发送前，阀1、阀2、阀3、阀5为关闭，阀4为打开。

（2）打开清管器发送筒（以下简称发送筒）的放空阀3。

（3）确认发送筒内压力为零后，打开快开盲板。

（4）将清管器送至发送筒底部偏心大小头处，并将清管器在大小头处塞实。

（5）关好快开盲板。

（6）关闭放空阀3。

（7）打开发送筒平衡阀5。

（8）缓慢打开发送筒进气阀2。

（9）待阀1上、下游压力平衡后，关闭阀5、阀2。

（10）打开发送筒出口阀1。

（11）缓慢打开阀2，关闭出站阀4，将清管器发出。

（12）观察清管器通过指示器YS，确认清管器发出后，打开出站阀4，关闭阀2、阀1。

（13）打开放空阀3，观察发送筒上压力表PI，待发送筒内压力为零后，打开快开盲板，观察清管器已发出后，关好快开盲板。

（14）关闭放空阀3。

（15）如清管器没有发出，重复发送清管器操作。

（16）做好发送清管器时间、启动压力等记录。

3）发送清管器安全注意事项

（1）按操作规程开、关快开盲板；

（2）发送筒的快开盲板正面和内侧面不得站人；

（3）清管器应送至发送筒的喉部即偏心大小头处；

（4）确认清管器发送筒出口阀1全开到位。

2．清管器的接收

1）清管器接收前的准备和要求

（1）准备好需用的各种专用工具和材料。

（2）检查清管器接收筒（简称接收筒）上压力表是否合适、完好。

（3）清管器通过指示器是否灵活好用，且已复位。

（4）打开接收筒放空阀进行放空。

（5）待筒内压力为零后，打开快开盲板。

（6）将一清管器防撞球（清管球）放入接收筒内。

（7）关好快开盲板。

2）接收清管器流程（图3-3）

（1）接收清管器前，阀1、阀2、阀3、阀5、阀6为关闭，阀4为打开。

（2）根据清管器的运行计算数据和监测情况，在清管器到站之前，将流程切换为清管器接收流程。

（3）打开阀2。

（4）待阀1上、下游压力平衡后，打开阀1。

（5）关闭阀4。

（6）间歇打开放空阀3进行排污，如没有粉尘排出应立即关闭。

（7）间歇打开排污阀5和阀6进行排污，如无液体或污物排出应立即关闭。

（8）观察清管器通过站内指示器YS，确认清管器进入接收筒后，打开阀4。

（9）关闭阀1和阀2。

（10）打开放空阀3，观察压力表PI。

（11）待接收筒内压力为零后，从接收筒上的注水口向筒内注入适量清水。

（12）打开快开盲板，根据实际情况决定是否再向筒内浇入适量清水，以防止硫化铁自燃和粉尘飞扬。

（13）取出清管器，清洗接收筒和快开盲板。

（14）关好快开盲板。

（15）关闭放空阀3，恢复站内、外清管器通过指示器的原始状态。

（16）清扫场地，填写记录、汇报。

3）接收清管器操作、安全和环保注意事项

（1）按操作规程正确开、关快开盲板。

（2）确认清管器接收筒进口阀是否全开到位。

（3）开启放空阀和排污阀时动作应缓慢。

（4）清管器接收筒的快开盲板正面和内侧面不得站人。

（5）从清管器接收筒排除的污物应挖坑深埋，避免对环境造成污染。

本文摘自石油工业出版社《输气管道运行维修技术》（冯春艳,徐秀澎,赵璇,赛维钰,罗彩霞）