1. 氣質監控
管輸天然氣中有害的成分及含量的多少，對管道的工作狀況、經濟效果和使用壽命有重大影響。氣質問題是關係管道安全的根本問題，輸氣企業應該根據管道的實際情況，對所輸氣體提出明確的質量標準。
1.1 天然氣中有害雜質的危害
（1）機械雜質
輸氣管道中天然氣的流速很高，如果夾帶機械雜質如砂、石、鐵鏽等，可能給管道或設備造成磨蝕，也有可能打壞儀表。
（2）有害氣體組分
天然氣中的有害氣體組分如H2S、C02、H2O等，可能引起管道腐蝕，降低天然氣的使用性能或產生毒害等。
（3）液態烴
液態烴在管道低凹處積聚會降低管道輸氣能力。清管時排出的輕烴處理不慎容易引起火災事故。烴液能稀釋壓縮機潤滑油使管道內排汙的殘液中含有較重組分，還能導致燃氣輪機出現燃氣噴嘴結焦進而停機的現象，危及管道的安全運行。
因此，必須嚴格控制管道輸送天然氣質量，進入長輸管道的天然氣應經過淨化處理，達到管道輸送天然氣質量標準。管輸氣體的淨化，一般由礦場完成，必要時輸氣企業也可在管道首站或中間進氣站設淨化裝置。
1.2 管輸天然氣的氣質要求
我國管輸氣質採用以下標準：管道輸送天然氣必須清除機械雜質；天然氣的水露點在最高輸氣壓力下應低於周圍環境最低溫度 5℃，烴露點在最高輸氣壓力下應低於周圍環境最低溫度。硫化氫含量應低於 20mg/m3，有機硫含量小於 200mg/m3。天然氣的氣質還關係到輸氣管道站場工藝設備(燃氣輪機和壓縮機等)與各種控制測量儀表的工作條件，在制定氣質標準時應同時滿足這些方面的要求。天然氣作為商品供給用戶時，其質量由輸氣企業負責，氣質指標除淨化度外，還包括氣體熱值等。
1.3 天然氣的氣質監測
天然氣氣質應在輸氣管道的輸入、輸出點，進行監測和控制，主要包括：天然氣的水露點、烴露點和排汙量、氣體溫度、含硫量、天然氣熱值監測等項目。
（1）天然氣的水露點監測。除了在進口設水分析儀並定期測試外，還可以利用露點儀在沿線站場上監測天然氣的水露點。如果水露點超標要及時清管。
（2）烴露點和排汙量監測。使用露點儀或根據天然氣的組分計算。
（3）氣體的溫度檢測。控制氣田來氣溫度和各壓縮機站的出站溫度不能太高。高溫對管道輸氣量、內外塗層壽命和陰極保護效果均有影響。一般規定不超過 49℃。
（4）含硫量檢測。主要是控制天然氣的腐蝕性和對大氣的汙染，常以硫化氫含量或總硫含量表示。主要用色譜儀或熒光光度計法測量。
（5）天然氣熱值監測。在國外，天然氣的價值與其熱值有關，為了保護用戶和供氣企業的利益需要監測供氣的熱值。歐美等西方國家對熱值的監測比較普遍，我國目前尚未實行。供氣方應定期提供氣質檢測報告，並在管道的入口複檢。
2. 線路維護
輸氣管道自然地貌的保護、線路巡查的內容及要求與輸油管道基本相同。本節主要介紹輸氣管道線路及設施維護的特點。
2.1 管道的防洪和越冬準備
為保證管線安全，每年洪水季節和冬季到來之前，必須有計劃地進行防洪和越冬的準備。由於管線及所在地區的氣候和地形的特點，這些措施的內容不能一概而論，但通常應考慮以下項目：
（1）防洪工作
檢查和維修管線的管溝、護坡和排水溝，檢修大小河流，水庫和溝壑的穿跨越段； 檢修線路工程的運輸和施工機具，維修管線巡邏便道和橋樑，檢修通訊線路，備足維修 管線的各種材料(包括條石、塊石等建築材料)；與沿線地方物資供應部門和政府防汛辦公室建立聯繫，以防在緊急情況下可以獲取草袋、編織袋、木樁等防汛物資；與管道沿線水利部門建立聯繫，時刻了解管道附近水庫等水利設施蓄水與放水瀉洪等情況，提前採取防洪措施，保護管道的安全；雨季到來後，應加強管道的巡邏，及時發現和排除險情。
（2）越冬工作
秋冬是輸氣管道的最大負荷季節。冬季到來後，管道及其設備常因環境溫度過低，熱應力超限而發生破壞，而線路檢查和施工條件此時又比較困難。因此，入冬前應及時做好越冬準備，加強管道工作的可靠性。在越冬準備工作中，除修好機具和備足材料外，要特別注意回填裸露管道，加固管溝，檢查地面和地上管段的溫度補償措施，檢查和消除管道漏氣點，清除管內積液。防止水化物也是管道線路部分的一項重要作業。
2.2 輸氣管道線路截斷閥的維護
線路設備指線路截斷閥及其管匯、管道的緊急切斷控制系統、放空管、清管裝置、內外防腐等裝置及其所屬的儀器和儀表。這裡主要講述線路截斷閥、管道的緊急切斷控制系統的內容。
為了便於進行輸氣管道的檢修，縮短放空時間，減少天然氣放空損失，限制管道事故危害的後果，輸氣幹線上每隔一定距離，需設置管道截斷閥。在某些特別重要的管段兩端(鐵路幹線，大型河流的穿跨越，地震斷裂帶等)也應設置截斷閥。施工期間幹線截斷閥可用於線路的分段試壓。幹線截斷閥的間距通常以管線所處地區的重要性和發生事故時可能產生的災害及其後果的嚴重程度而定。我國《輸氣管道工程設計規範》(GB 50251-2003)規定，按輸氣管道通過地區的等級，即按沿線人口及建築物的密集程度，從稀疏到密集分為一級～四級。從一級～四級地區，輸氣管道截斷閥最大間距分別為 32、24、16、8km，所規定的間距可以稍作調整，使截斷閥安裝在容易接近的地方。由於人口密度和其他國情的不同，世界各國對此間距的規定亦有所差異。
（1）對輸氣管道截斷閥的要求
① 嚴密性良好。截斷閥如果發生漏氣事故時不能有效切斷氣源，不僅造成大量天然氣損失，還有發生火災的危險，而且可能引起自控系統的失靈和誤動作。
② 易損零部件有較長壽命。管線投產後，截斷閥只有管道停輸和排空的時候才有進行內部檢修的機會，而且時間有限。如在管道運轉期間，密封系統或其它部分的易損件發生問題，輸氣管道的生產安全就會受到很大威脅。
③ 強度可靠。截斷閥除承受與管道相同的試驗和工作壓力外，還要承受安裝條件下的溫度、機械振動和自然災害(如地震)等各種複雜的應力。截斷閥的斷裂事故將造成大於管道斷裂事故的損失。
④ 耐腐蝕性強。截斷閥上的金屬和非金屬材料應能長期經受天然氣所含各種成分的腐蝕，而不變質。
⑤ 具有可靠的大扭矩驅動裝置。正常運行時，截斷閥一直處於全開位置，需要動作時，往往面臨發生事故的緊急狀況。為了保證動作的可靠性，它要有較大裕量的驅動扭矩。高壓大口徑截斷閥不能用直接的或機械減速的手動方式開關，這種方式不能達到幹線截斷閥緊急關閉所需要的速度。截斷閥的驅動方式應能在短時間內(最短的時限小於 1min)完成閥門的關閉和開啟動作。
⑥ 截斷閥全開時，閥孔通道的直徑應當與管道的內徑相同且吻合。閥孔上的任何縮小或擴大都可能成為清管器的障礙，並且還會積存汙物，導致清管器卡堵和閥門的損傷。
⑦ 可以採用遠距離遙控或就地控制。發生事故時，往往需要截斷閥能按照感測到的信號(壓差和流量的劇變)由控制中心按預定的程序關閉。
（2）輸氣管道截斷閥的緊急關閉系統
截斷閥的緊急關閉系統的類型有：由線路上的事故感測系統把信號傳送到中央控制室，再由中央控制室遙控閥門關閉；由附帶在閥門上的事故感測系統就地控制閥門關閉。
截斷閥的緊急關閉系統的組成：①有驅動閥門的能量儲備。這種儲備的主要形式是氣體蓄能罐，有時還需用蓄電池作為信號裝置的電源，但一般情況不用動力電源來驅動。②有準確的事故感測裝置。這種感測裝置有地震感測和管道斷裂感測兩種。地震感測裝置按地震的加速度或振幅限度發出控制閥門動作的信號。管線斷裂感測裝置根據管線斷裂後出現的壓力或流量異常發出信號。輸氣管道上多采用感測管道中氣體壓降速率的氣動裝置。事故感測裝置必須十分準確，漏報或錯報都可能造成嚴重的後果。在輸氣幹線中現在通常選用氣液聯動閥GOV（本書工藝設備中有詳細介紹）作為緊急截斷閥。
截斷閥前後應設連通管和平衡閥。閥的上下游均應安裝放空閥和壓力錶。放空管的直徑通常取幹線直徑的1／3，出口引向閥的下方。放空立管要牢固穩定，並不得有任何角度的彎曲和傾斜，以防排放高速氣流時破壞。立管的地下部分，應有混凝土基墩。立管須高於附近建築物。
（3）線路截斷閥的維護
截斷閥的動作性能應當定期檢查，包括就地和遠控測試。陝京管道規定，幹線截斷閥（GOV）每年進行一次遠程和就地關斷、開啟的測試。幹線儀表要定期校驗，保持良好的狀況。
2.3 管線的檢查
管線應當進行定期的測量和檢查，用各種儀器發現日常巡邏中不易發現或不能發現的隱患(管道的微小裂縫，腐蝕減薄，應力異常，埋地管線防腐絕緣層損壞，管道變形等)，具體內容有：
（1）外部測厚和絕緣層檢查
在沿線或重點地區某些管段挖坑檢查，檢測的項目有絕緣層強度、電阻率、與金屬的結合力，遭受機械或生物損害的情況，金屬表面的腐蝕情況，管道四周各方位上的壁厚等。檢查的對象還應包括管道其它附屬的埋地設施。
（2）管道檢漏
管道洩漏主要依靠當地群眾的報告和巡線工人的定期檢查，較大的洩漏可以及時發現。通過農田的管線應在田禾收割後、下種前或在休耕季節通過觀察、嗅覺和天然氣檢漏儀等方法檢查。嚴重腐蝕和已有可疑跡象處應作為檢漏的重點。在陝京管道大港-永清段由於打孔盜氣使管道洩漏，造成洩漏點上方土質顏色發生變化，經開挖檢查，發現為打孔盜氣。
（3）管線位移和土壤沉降測量
管線位移和土壤沉降會在管線固定點造成過大應力，損壞支墩、支座和防腐塗層。可能發生這種危險的地方有：沼澤、堤壩、採掘場、穿跨越及容易塌方、滑坡和疏鬆的土壤（黃土塬）。位移和沉降測量參照事先設置的基準點或附近固定對象的高程和方位，這種測量亦可直接使用應變儀。重要的穿越和存在著實際威脅的地方每年應檢查 l～2 次。
水下管溝的位置和覆蓋情況，在第一次洪水季節過後應進行一次水下檢查，以後則視需要而定。
（4）管道取樣檢查
從更換下來的管子或從管道上取樣，能全面檢查管道的腐蝕情況，其內容可包括機械性能試驗，金相分析，厚度和內壁粗糙度測量等。這些數據是檢查管道管理和防腐工作實際效果的直接依據。從管壁上直接取樣檢查，要根據管理和研究的需要決定，並隨管道的計劃檢修安排。
3. 站場的安全管理
國家和政府通過制定安全政策、法津、法規、條例等，由各級行政職能部門對企業的安全生產進行監察和監督管理。企業安全管理的主要內容包括：建立和健全各級安全管理機構，明確各級的職責和權力。制定和完善企業的安全規章、制度，制定各崗位的安全操作規程和安全責任制。對全體職工及特殊崗位工作者的安全培訓、安全教育。組織各種安全活動：安全生產分析、安全檢查、安全宣傳、總結評比等。事故管理也是安全管理的重要內容之一。主要包括事故調查、分析、統計、事故處理報告、提出預防措施、資料管理等工作。
現代安全管理應用安全系統工程的理論和方法，使系統的安全處於最佳狀態。它用系統工程的理論、方法，分析和研究系統中不安全因素的內在聯繫，檢查各種可能發生的事故的概率及其危險程度，對風險做出定性及定量的評價。在一定投資、生產成本等約束條件下，把發生事故的可能性及造成的損失減低到目前可以接受的水平。根據風險評價的結果，提出相應的整改措施，把有限的資源最佳配置，以達到控制或消除事故，創建安全、衛生的勞動條件，保護公眾和職工的生命安全和身心健康的目的。只有這樣，才能有效地提高勞動生產率，保護生命和財產不受損失，保障生產安全、穩定發展，從而提高企業的社會和經濟效益。這種現代安全管理的方法通過危害因素識別和風險評價，劃分風險程度、級別，指導人們預先採取降低風險的措施，預防事故的發生，全面提高管道系統的安全水平。
站場安全管理中的安全技術是為了控制與消除各種潛在的不安全因素，針對勞動環境、機具設備、工藝過程、勞動組織以及工作人員等方面存在的問題，為了預防事故或減輕事故後果，而採取的技術措施。它包括工藝、設備、電氣、操作與控制等各個方面。不同的行業、工種，由於其危害因素、勞動條件等不同，安全技術也就各具特點。但安全技術總的發展方向是使生產過程機械化、自動化和密閉化。隨著科學技術的進步，安全技術也在不斷髮展，安全技術措施也日益更為先進。這樣不僅可以改善工人勞動條件、保障安全生產，同時也是提高勞動生產率、保證產品質量的重要手段。
站場安全管理的技術措施包括兩個方面：預防事故發生和減少事故的損失，這些設施歸納起來主要有以下幾類：
（1）減少潛在的危險因素
這種減少潛在的危險因素，使事故失去產生的基礎，是預防事故的最根本措施。例如：在新工藝、新產品開發時，儘量避免使用有危險性的物質、工藝和設備。選用不燃和難燃物質代替易燃物質，用無毒和低毒物質代替有毒物質，使火災、爆炸和中毒事故難以發生。
（2）降低潛在的危險因素的強度
某些潛在的危險因素往往要達到一定的程度或強度才能造成危害。通過一些措施降低它的強度，使之處於安全範圍內，就能防止事故發生。例如，輸氣管道內腐蝕的主要原因是：天然氣中含有H2S、CO2等酸性氣體，在有水分存在的條件下，會產生電化學腐蝕過程，使管線及設備產生全面腐蝕或局部腐蝕，造成管線及設備的壁厚減薄或點蝕穿孔等破壞。在進人輸氣幹線的氣體淨化處理廠中，要求將天然氣中所含水分、H
2S 等脫除到一定值，達到管輸天然氣的氣質要求，這就從源頭杜絕了輸氣管道的內腐蝕。（3）聯鎖保護
當設備或裝置出現危險情況時，以某種方法強制一些元件相互作用，以保障生產安全。例如，當檢測儀表顯示某工藝參數超過預定的安全限達到危險值時，與之相應的控制器就會自動進行調節，使之處於正常狀態或安全停運。在本書SCADA系統中介紹的站場ESD系統，就是一個典型的例子。
（4）隔離操作或遠距離操作
當人與施加危害的物質、物體接觸時，就存在發生傷亡事故的可能性。如果將兩者隔離開或保持一定距離，就可以避免人員傷害事故的發生或減弱對人體的危害。例如，對放射性、高溫和噪聲等的防護，可以通過設置隔離屏障、提高生產自動化及遙控程度等，防止操作人員接近有害物質，都屬於這類措施。在輸氣生產中，放空作業或進入壓縮機廠房都要求佩帶耳塞；帶電作業中要求穿戴絕緣靴和絕緣手套；檢查衛星通訊接收器要求穿防輻射工服等。
（5）設置薄弱環節 預防設備損壞
在設備或裝置上安裝薄弱元件，當危險因素達到危險限之前，這個環節預先破壞，或將能量釋放，或將裝置安全停運，從而防止重大事故發生。例如在壓力容器上裝安全閥或爆破膜；在儲存輕質油品的拱頂油罐的罐頂，安裝呼吸閥與液壓安全閥；在電氣設備上裝保險絲等。在天然氣站場中也有這樣的例子，如：在一些支線分輸站或城市門站的調壓器後，匯管或出站口處安裝安全閥，一旦調壓失效，下游壓力上升，達到安全閥的設定值，安全閥將自動開啟瀉放壓力。
（6）提高設備強度、增加安全裕量
為了提高設備和設施的安全程度，採用增大安全係數、加大安全裕量，提高結構強度的方法，防止因結構破壞而導致事故發生。
輸氣管道設計時，管子壁厚計算中，管壁厚度與強度設計系數的大小成反比，即一條輸氣管道，在相同的設計壓力、管徑和管材的條件下，若強度設計系數越大，管壁厚度就越小，反之亦然。強度設計系數選擇是按管道通過的地區等級來劃分。我國的《輸氣管道工程設計規範》（GB 50251—2003）中規定，地區等級劃分按管道中心線兩側各 200 米範圍內，任意劃分2km長度，並能包括最大聚居戶數的若干地段，按劃定地段內的戶數分為四個等級。戶數在 15 戶或以下的區段為一級地區；有四層及四層以上樓房、人口集中、交通頻繁、地下設施多的區段為四級地區。在劃分地區等級時，還應考慮到 能夠改變該地區等級的發展規劃。從一、二、三級到四級地區，輸氣管道的強度設計系數分別為：0.72、0.6、0.5、0.4。可見同一條輸氣管道，在四級地區的管壁厚度是一級地區壁厚的1.8倍。這就是輸氣管道設計中用控制管道強度來確保管線自身的安全性，從而對周圍的建構築物提供安全保證的設計原則的具體體現。在—級地區的管道沿線是荒郊野外和人口稀少的地方，一旦發生事故，對外界的危害程度不大。同時幹線管道與工廠內部管線相比，外形較簡單，安全度較小是合理的。在四級地區，管道處於人口稠密、交通頻繁的地區，管道一旦發生破裂事故，由於高壓輸氣管內聚集了大量的彈性壓縮能量，急劇釋放及發生火災、爆炸對周圍環境和公眾生命財產的危害極大。因此，在這類地段增加管壁厚度、增加管道強度，提高其安全度很有必要。這一提高輸氣管道自身強度安全的原則，已在許多工業發達國家採用，我國的設計規範也採用這一原則。就陝京一線山西段為例，管道自西向東要跨過黃河，穿過黃土塬地區、平原地區、河道和山區，管道壁厚變化也比較大。其中，黃河管橋管道管壁為14.3毫米，河流穿越段和經過四級地區的管道壁厚為8.74毫米，普通地區管道壁厚為7.14毫米。
（7）警告提示
警告可以提醒人們注意，及時發現危險因素或危險部位，以便及時採取措施，防止事故發生。常用警告牌或警告信號的作用：警告牌是利用人的視覺引起注意，警告信號可以採用聲、光等報警。在天然氣管道經過居民密集地區、穿越鐵路、公路和河流及其它特殊地段時，都要設置明顯的警告標誌，說明管道位置及危險等內容，以免因不知道管道位置和危險而發生損傷管道的事故。為了便於找到埋地的管道的準確位置，滿足維護管理、陰極保護參數測量的需要，在管道沿線需要設置幾種地面標誌，如：里程樁（一般兼有測試功能）、轉角樁、標誌樁、加密樁、警示牌等。這些標誌也起到了警示的作用，由於它們標明瞭管道位置，可以減少和防止建設施工時因情況不明造成的第三方損傷。
4. 輸氣管道運行管理
（1）輸氣管道的調度管理：輸氣管道的調度是生產運行的指揮，負責分析、調整運行參數及調配氣量，制定輸氣計劃，保證對用戶的供氣。輸氣管道調度的主要職責包括：
●根據輸氣、供氣合同，制定合理的供氣計劃和運行方案。當計劃或運行方案發生變化時，及時調整、協調，做好氣量調配工作。
●根據管道儲氣設施情況、全線運行工況及季節、晝夜用氣量的特點，做好供氣調峰，保障安全供氣。
●定期分析輸氣管道的運行參數，包括分析設備的輸送能力、運行效率、動力消耗、清管效果等，使運行方案最優化。還應從水力、熱力及氣質參數變化中，及時發現輸氣管道洩漏或堵塞等異常現象，並採取相應的處理措施。
●調整運行參數由值班調度負責下達指令。變更天然氣的運銷汁劃，改變生產流程及特殊情況下的調度指令，應由調度長批准後下達。接受調度指令的單位，應及時反饋執行的情況。
●在輸氣管道發生事故或受到事故威脅的情況下，由值班調度決定和傳達緊急調度指令，由現場人員採取應急措施，防止事態擴大，同時向上級彙報情況。
（2）輸氣管道的運行管理應遵循有關的規範，如天然氣管道運行規範、輸油輸氣管道儀表及自動化設施管理規定、輸油輸氣管道電氣設備管理規定等等。例如，為了安全運行，應注意：
●管道運行壓力不應高於其允許最高操作壓力；
●管道內天然氣溫度應小於防腐層允許最高溫度，保證管道的熱應力符合設計的要求；
●應根據管道實際條件及輸氣計劃，制定經濟合理的運行方案與供氣調峰；
●應配備專業技術人員對管道的系統進行日常維護等等。
5. 輸氣管道運行清管作業的安全要求
清管是一項要求嚴細的工作，應嚴格按照有關的安全操作要求進行，並應注意投產前和運行後清管的不同特點。投產前清管通球時，在管內有施工中留下的較多的雜物和某些管段變形較大的情況下，運行中容易卡球、破球，可能卡球的位置還不清楚，這給清管帶來困難。投產後，輸氣管內的沉積物的種類、性質、數量等與所輸天然氣的組成、淨化程度有關，放空排汙物中有易燃易爆物質，容易引起火災爆炸等重大事故。應根據這些因素來制定相應的安全措施。主要內容如下：
（1）認真細緻的做好清管準備
制定通球清管方案，作為指導清管工作的依據。包括制定清管操作步驟、安全注意事項、事故預測及處理方法。根據管道條件估算通球參數：清管球運行速度，站間通球所需時間，所需推球壓差等，以幫助分析判斷通球運行是否正常。
全面檢查和試驗清管設施及有關係統，有故障應及時排除。收、發球筒進行嚴密性試驗合格；清管球外徑、重量、質量要測量合格，使用前必須將空心的清管球內灌水、加壓、排盡空氣，與管內徑的過盈量大於3%～5%；清管球通過指示器應動作靈活，信號發送正確；各種儀表應調校合格，保證流量、壓力計量準確；放空排汙管固定牢靠；閥門要靈活好用，密封可靠。
檢查瞭解輸氣管道變形情況及跨越段是否穩定。變形較大管段應估計卡球的可能性，以免卡球。薄弱的跨越結構應加固，防止通球時造成劇烈振動，引起破壞。
（2）通球操作安全注意事項
① 打開收、發球筒的快速盲板之前，必須關閉與之相連的閥門後，方可打開放空閥卸壓。待球筒內氣壓降至零，確信不帶壓後，才能打開盲板；
② 清管球裝入球筒時，要用不產生火花的有色金屬工具將球推至球筒連接的大小頭處，以防止無壓差發球失誤。關上快速盲板後要及時裝好防松楔塊。球筒加壓前要檢查防松楔塊及防松螺絲是否已上緊；
③ 加壓及打開盲板時，操作人員不準站在盲板前面及盲板的懸臂架周圍，防止高壓氣流衝出或盲板飛出傷人；
④ 通球操作開啟閥門要緩慢平穩，進氣量要穩定，待發球筒充壓建立起壓差後，再開發球閥。球速不要太快，特別是通球與置換管內空氣同時進行時，球速不應超過5m/s；
⑤ 因硫化鐵粉遇空氣可能自燃，所以應採用溼式作業法收球；
⑥ 從收球筒取出清管球時，應先關閉進筒閥，打開放空閥、排汙閥卸壓，確信收球筒不帶壓時，再打開快速盲板。快速盲板打開後用可燃氣體檢測儀進行檢測，確認空氣中天然氣含量在爆炸低限以下時，才能取出清管球。取球時應慢慢拉出，防止摩擦產生火花。
（3）放空排汙的安全
放空排汙的操作應平穩，放空排汙閥不能猛開猛關，要控制排放天然氣的流速在 5m/s 以內，避免汙水噴至排汙池外。若排空天然氣含量大於其爆炸上限，放空的天然氣應點火燒掉。
若預測到管內排出的汙水中有凝析輕烴，必須將含油汙水用管線密閉輸送至鋼質儲罐內。罐體及管線應可靠接地。嚴禁敞開排放含油汙水，避免輕烴流竄、揮發而發生火災。
管道清管時，應截斷支線的閥門，避免幹線中的雜物、積液排人支線。待清管球通過後，再打開支線截斷閥。輸氣幹線上的截斷閥應全開，以利於清管球通過。不允許半開或節流，以防止清管球猛烈撞擊閥板造成閥門損壞發生事故。如陝京管道規定在清管前，要取消幹線截斷閥（GOV）的自動關段功能，防止清管過程中由於管道內壓力變化，可能引起GOV自動關閉，從而造成清管器對閥門的破壞。
運行中的輸氣管道在清管前應認真分析管內沉積物的種類、數量，制定相應的安全措施。例如：管內凝析的輕烴較多時，根據液態烴數量、管線壓力分佈情況及末段管線的分離器和油罐的接收能力，確定排汙方法。清管器將積液推到管線末段後，在低壓段的管內揮發，氣流將其攜帶至末站，在分離器集中，密閉輸至油罐，按液烴進行儲存和運輸。
清管器運行故障處理應注意，當清管球被卡時，常常增大進氣量，提高球前後的壓差來推球解卡。進氣升壓應緩慢進行，防止上游管段超壓或因突然解堵後，球速過快引起管線、設備振動而造成破壞。
6. 輸氣管道水合物的防治
前面已經介紹過，水合物會造成管道、閥門和一些設備的堵塞，嚴重影響管道的安全運行。
形成水合物需要有足夠的高壓、低溫和遊離水。長距離輸氣管道防止水合物生成的措施主要有兩方面，一方面除去天然氣中攜帶的水分，使其水蒸氣分壓降低到不能生成水合物的水平；另一方面是清除管中存水。目前，高壓天然氣管道在鋪管施工結束後都要採用水壓試驗，投產前徹底清除管道殘留的水，並進行乾燥是防止生成水合物和避免管道腐蝕的必要措施。在輸氣管道運行中應經常注意監控管道內存水及水合物生成情況，及時採取相應措施，避免水合物堵塞。
在輸氣管道運行中還需經常監控天然氣的氣質，通過系統監測及對管道運行參數的分析，判斷管道內是否出現水合物及可能堵塞的部位，及時採取防治措施。
6.1 輸氣管道運行中氣質監控
輸氣管道的進氣口應配備氣質監控儀表，包括微水分析、硫化氫和二氧化碳分析儀等，應每天測定一次天然氣的水露點；對烴露點、硫化氫和二氧化碳含量的測定一般每月一次；當供氣的氣源的組成、性質有變化時，應及時取樣測試、分析。氣質分析和監測資料應整理、彙集、存檔。
天然氣中有害成分超過高報警限的設定值時，分析儀給出報警信號，提醒操作員監督來氣質量或要求天然氣賣方加強淨化處理。若超過最高允許值時，可以切斷進氣。例如，當H2S含量超過最高允許值時，分析儀可以發出一個關斷來氣管線流程截斷閥的指令信號，自動關斷來氣流程上的閥門，停止H2S含量超標的天然氣進入輸氣幹線或進氣支線。
6.2 SCADA 系統監控
大型輸氣管道都採用先進的計算機控制系統即 SCADA 系統，監控管道的運行。可以及時發現不正常的工況，包括水合物堵塞的情況。
（1）輸氣管道 SCADA系統的功能
輸氣管道的 SCADA 系統擔負著管理、控制和數據採集等任務，還有系統仿真、信息管理及培訓等功能，主要包括：
●確保人員、設備及管線最大程度的安全，能夠快速鑑別和校正不正常和不安全的運行工況；
●保證所輸送天然氣的數量和質量，能夠快速判別管道內儲氣量及輸氣量的異常情況，檢測洩漏；
●為管道運行管理分析提供準確可靠的數據資料，實現輸氣系統的優化運行；
●為保證 SCADA 系統的高度可靠性，系統中所有重要的硬件，例如系統的主計算機及各站的遠程終端裝置 RTU 等，均採用冗餘備份。
（2）輸氣管道的應用軟件內容
輸氣管道的應用軟件要根據每條管道的具體條件開發，通常包括：
實時模擬軟件：利用輸入的數據計算沿線各點的壓力、溫度、流量等參數，與實際工況同步，可以用來判別潛在的運行問題；
在線預測軟件：從管道現有的狀態開始，按照操作者編制的代表實際的操作過程，進行模擬計算，對有潛在問題的工況的模擬結果，應有報警報告；
儀表分析軟件：用於確定儀表測量參數的重複性和儀表漂移範圍，能自動轉變參數以減少儀表偏離校正值對數據準確性的影響；
洩漏監測及定位軟件：利用輸入的數據計算天然氣洩漏量大小並確定洩漏點的位置；
輸氣管道自救能力分析軟件：根據實時模擬軟件、管道儲氣設施的情況、供氣量需要及事故點位置等條件，分析計算管道事故發生後維持供氣的能力與維持供氣的時間；
離線培訓模擬軟件：可以直觀、生動、安全地對各級的管理人員、操作人員進行崗位操作培訓。
6.3 輸氣管道水合物堵塞的處理
（1）加強監控，預防水合物堵塞運行中若發現天然氣的水露點超標，或由水力、熱力參數分析得出管內可能有積水時，一方面要求供氣方提高天然氣脫水質量；另一方面應加大輸氣管道清管力度。可以採用連續多次清管，儘可能排除管內積水。在壓力、環境溫度等條件可能時，增大輸氣量，以帶走管內較多水分。
冬天，特別北方的冬天，由於取暖供熱的需要，天然氣用量要增加很多，管道在高 輸氣量工況運行，容易生成水合物。在冬季到來之前，應加強上述工作，保證在低溫、高壓的工況下，不致出現水合物堵塞的情況。
（2）輸氣管道水合物解堵方法
堵塞段放噴降壓。水合物的形成溫度隨壓力下降而降低，當管道內天然氣壓力降至低於此溫度下水合物生成的壓力範圍時，水合物就會分解。但這種方法損失氣量很大，只能作為解堵的應急措施，只在管道完全堵塞情況下使用。
加入抑制劑，如甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇等。抑制劑可以吸收部分水蒸氣進入溶液中，使天然氣露點降低，使水合物分解。
提高天然氣的溫度。對發生堵塞的位置採取局部加熱或在堵塞點上游對氣體加熱的方法能化解水合物。
上述幾種方法在第一篇中都做了詳細的介紹。
7. 輸氣管道維修及動火的安全管理
有計劃地檢修及事故搶修時，常需要更換管段或對漏氣、破裂的管線補焊，還有時在不停輸的情況下進行。即使停輸後維修，也不可能完全排空長距離管線內的天然氣。因此，操作中必須絕對注意防火、防爆和人身安全。
7.1 輸氣管道的維修工作
管道的維修工作按其規模和性質可分為例行性(中修)、計劃性(大修)和事故性(搶修) 三種，一般性維修(小修)屬於日常性維護工作的內容。
（1）例行的維修工作有以下項目：
① 處理管道的微小漏氣(砂眼和裂縫)；施工週期按實際需要。
② 檢修管道閥門和其他附屬設備；施工週期 1～4 次／年。
③ 檢修和刷新管道陰極保護的測試樁，里程樁和其它管線標誌；施工週期 1 次／（1～3）年。
④ 清除管道防護地帶的深根植物和雜草；施工週期 1 次／年。
⑤ 洪水後的季節性維修工作；施工週期 1 次／年。
⑥ 露天管道和設備塗漆；施工週期按現場需要。
（2）計劃性維修工作按實際需要決定，其內容包括：
① 更換已經損壞的管段，修焊穿孔和裂縫，更換絕緣層；
② 更換截斷閥等幹線閥門；
③ 檢查和維修水下穿越段；
④ 修築和加固穿越跨越兩岸的護坡、堡坎、開挖排水溝等土建工程；
⑤ 更換陰極保護站的陽極、犧牲陽極、排流線等電化學保護裝置；
⑥ 部分更換壓縮機站、調壓計量站等站場管線的維修工程；
⑦ 部分更換壓縮機站機組及其輔助設備和零部件的維修工程。
（3）事故性搶修指管道發生爆裂、堵塞等事故時，被迫全部或部分停產進行的緊急維修工程。搶修工程的特點是，突發重大事故的緊急狀況下，必須針對發生的情況，立即採取安全、快速的措施，連夜完成。這種工程應當由經過專門訓練，配備成套專用設備的專業搶險隊伍施工。在國內天然氣管道中，業主一般都配備自己的搶修隊伍，搶修隊伍主要由電焊工、管工、電工等工種組成；主要設備包括：發電機、電焊機、割管器、對口器、搶險車輛、照明設備、輔助工具等。業主也可根據情況與當地其他具有管道施工搶險能力的承包商簽定合同，負責管道的搶險工作。
7.2 天然氣放空
輸氣管道的幹線或站場設施及管道維修時，都首先要將高壓天然氣放空，使管內壓力下降至規定範圍。
（1）站場放空
輸氣管道的站場外都有固定的放空立管，站場內的管道都能與放空立管連通，對於站內管道或工藝設備在檢修時都要通過站外放空立管點火放空。
（2）幹線放空
幹線管道放空要首先關閉作業段前後的截斷閥，用放空閥將管道內的天然氣排空。由於天然氣管道經過的地區往往海拔高度不同，使放空端存在高差。如果採取兩端放空，若不保持管道內存在微正壓，可造成“煙囪效應”（管道內的天然氣從高點被抽出，低點處的空氣就進入到了管道內，使管道內存在空氣和天然氣的混合氣，極易發生爆炸事故）。因此幹線放空必須控制管內剩餘壓力為微正壓（0.01MPa）。
（3）天然氣放空的安全
整段管道的壓力監視對放空安全十分重要。動火段兩端關閉了的截斷閥，至少應有二人值班，配備電話機與施工點聯繫。其職責是：觀察干線截斷閥另一側的壓力變化，保證閥門嚴密關閉；與施工點保持經常聯繫，報告截斷閥兩側壓力；觀察放空管口的排氣狀況；按施工組織者的指示完成其它有關工作。
放空過程中，由於管道兩端放空管口的高差，壓力較高時可採取兩端同時放空，以加快放空的速度。根據經驗，當管道內天然氣壓力降到0.2～0.5 MPa時，可關閉高點處放空口，用低點處的放空口繼續放空，防止產生“煙囪效應”。當管道壓力降至 0.1MPa 左右時，就應注意壓力錶的指示值和放空管口的排氣情況，一旦達到預定壓力，應立即關閉放空閥。
7.3 輸氣管道的動火作業
動火作業是輸氣管道計劃和事故維修工程的基本施工方式。在管道試壓中，動火作業也往往是不可缺少的。計劃性維修作業的動火應安排在輸氣管道負荷較小的時候。
（1）動火作業的內容
輸氣管道動火作業步驟和工序與輸油管道基本相同，如主要有切斷氣源、放空、隔離、切割、組裝、焊接等。
其中，天然氣放空要求與輸油管道要求排空、放淨不同。一定要保持管內留有規定的剩餘壓力，防止空氣進入形成爆炸性氣體。取出隔離器後，要排除施工管段內的空氣，再封上隔離器孔。還有，放空的天然氣宜點火燒掉。
修復的管段應經過焊縫質量檢查和試壓，合格後才能投入運行。
事故搶修中，排空和切斷幹線多在土方工程之前，為儘量縮短停氣時間，防腐絕緣和回填可放在管道恢復輸送之後。
（2）動火維修工程計劃
輸氣管道動火作業應嚴格遵守有關安全規範及管理規定，事先制定動火計劃並經過審批(見表9-3.2 動火作業審批單)。動火計劃主要包括以下內容：
① 管道名稱、施工地點和施工日期，動火作業的開始和結束時刻，工序明細表；
② 安全崗、施工機具、通訊沒備、施工人員的佈局，參加施工的全體人員名單、 職務和負責的工作；
③ 管道的線路、設備、自動裝置和電化學保護裝置等的停、開程序；
④ 管道動火作業區詳圖（包括消防器材擺放的位置和數量）；
⑤ 準備工作的性質和工作量；
⑥ 修復後的試壓方案；
⑦ 安全防火技術措施。施工方案和作業區的佈置圖，事先必須使全體施工人員瞭解清楚；
⑧ 作業過程中的危險因素分析表；
⑨ 應急預案。
7.4 輸氣管道動火作業的安全管理
（1）嚴格動火管理
長距離輸氣管道維修動火，大部分都是在生產運行過程中進行的，相應的危險性也較大。有的雖然經過放空，但有的管段較長，很難達到理想的條件。因此，凡在輸氣管道和工藝站場動火，都必須按照規定程序和審批權限，辦理動火手續。
動火審批主要應考慮的安全問題：一是動火設備本身；二是動火時的周圍環境。動火施工時，必須經過動火負責人檢查確認無安全問題，待措施落實，辦好動火票後(見表9-3.1)，方可動火。要做到“三不動火”：即沒有批准動火票不動火；防火措施不落實不動火；防火監護人不到現場不動火。動火過程中應隨時注意環境變化，發現異常情況時要立即停止動火。
（2）動火現場安全要求
① 動火現場不許有可燃氣體洩漏。
② 坑內、室內動火作業前，可燃氣體濃度必須經儀器檢測，濃度應小於爆炸下限的20%才能動火。否則應採取強制通風措施，排除餘氣。
③ 動火現場 10m 以內應無易燃物。
④ 坑內作業應有出入坑梯，以便於緊急撤離。
⑤ 動火後應檢查現場，確認無火種後，才能離開。
（3）更換輸氣管段的安全要求
① 排放管道內天然氣時，有專用點火器時，應先點火後放空。若管道地形起伏，從多處放空口排放時，處於低窪處的放空管將先於高處放完。為了保證管內留有一定餘壓，在放空口火焰降至大約 1m 高時，關閉放空閥門。
② 切割缺陷（或事故）管段宜採用防爆切割機械。
③ 割開的管段內沉積有黑色的硫化鐵時，應用水清洗乾淨，防止其自燃。若管內有凝析油，動火前應在管道低窪處開小孔，將油抽出，開孔及抽油過程中不斷注入氮氣。
④ 管段焊完恢復輸氣時，應首先置換管內空氣。若有硫化鐵存在，可在清管球前推人一段水或惰性氣體，將自燃的硫化鐵熄滅，防止混合氣爆炸。
（4）輸氣站內管線維修的安全要求
輸氣站內設備集中、管線複雜、人員較多，除了遵守上述維修安全要求外，維護人員應熟悉站內流程及地下管線分佈情況，熟悉所維修設備的結構、維修方法。還應注意：
① 對維修、搶修過程中已經確定的閥門狀態，除應設置“禁止開、關閥”標誌外，還應對其進行鎖定。鎖定後，鑰匙應有施工負責人掌管，以絕對防止閥門被人為誤動作而發生嚴重事故。如圖9-3.1。
圖9-3.1 閥門鎖定示意圖
② 對動火管段必須截斷氣源，放空管內餘氣，用氮氣置換或用蒸汽吹掃管線。對邊生產邊檢修的站場，應嚴格檢查相連部位否有串漏氣現象，或加隔板隔斷有氣部分，經驗測確認無漏氣時才能動火。
③ 管道組焊或修口動火前，必須先用可燃氣體檢測儀檢測，使可燃氣體濃度低於爆炸下限的20%後，方可作業。作業過程中還須隨時對天然氣濃度進行監測，發現可燃氣體濃度超標，立即停止施工。
④ 站內或站場四周放空時，站內不得動火；站內施工動火過程中，不得在站內或站場四周放空。動火期間，要保持系統壓力平穩，避免安全閥起跳。
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