浅谈如何进行长输管道气压试验的分段

　　(摘要)天然气长输送管道的试验压力分段一般由施工部门根据承担的工作量大小、配线阀室的位置和特殊点、难点自然分段，本文理论上分析和计算长距离配管空气试验压力分段的数量，可以选择最佳分段的长度。

　　(主题词)长输送管道试压分段。

　　天然气长输送管道安装完毕后，生产前必须进行强度和严密性试验，确保管道安全运行。长输送管道的试压段应根据管道的长度、管道阀室、地形等情况分段进行。以气体为试验压力介质时，为有效缩短试验压力工期，合理利用压力鼓风机数量节约施工费用，各试验压力段之间需要平息。本文从理论上分析和计算长距离管道的空气试压段数，以便选择最佳段长。

　　在确定风扇数量和排气量的情况下，假设全段管道作为试验压力所需的时间为T1(压力上升后的稳定压力时间和排气时间不考虑无压风扇的参加)，全线分为两段试验压力时的使用时间分为三部分:第一段使用时间、第一段稳定压力和第二段平定压力时，平定气体后的第二段上升压力时。

　　1、第一段升压用时为全段升压用时的一半为T1/2。

　　2、第一阶段稳定压力和第二阶段平定气体使用时-设定为t稳定，平定气体使用时间短，管道试验压力的稳定压力时间在施工规范中有具体的时间要求时，可以将t稳定视为一定值。

　　3、使用第二阶段的上升压力时:由于从第一阶段到第二阶段的上升压力，忽视了上升压力过程中的气体损失，因此在第二阶段使用压力鼓风机上升压力时，管道内存在试验压力/2的气体，第二阶段的上升压力时间为第一阶段的一半是T1/4。

　　全线分为两段试验压力时，试验压力的总用途如下

　　T2=T1/2+T稳定+T1/4=3T1/4+T稳定。

　　同样，管道分为三段试验压力时，试验压力的总用途如下

　　T3=T1/3+T稳定+T1/6+T稳定+T1/6=2T1/3+2T稳定。

　　管线分为n段试验压力时，试验压力的总用途如下

　　Tn=(n+1)T1/2n+(n-1)T稳定………………………(1)

　　为了获得Tn的最小值，将式(1)寻求指导

　　Tn¤=-T1n-2/2+T稳定。

　　Tn¤=0时，Tn是最小值。

　　-T1n-2/2+T稳定=0。

　　得到n=(T1/2T稳定)的1/2……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

　　n是最佳阶段数。

　　为了更直观地说明，如下:

　　有一条φ660×7.1mm的天然气输气管道，某施工部门承担其中200km的施工任务。该管线设计压力为6.4Mpa，强度试验压力为8.0Mpa，稳定4小时，然后下降到6.4Mpa稳定24小时。现有额定压力为25Mpa，额定排气量为10m3/min的压力风扇为4台，要求将配管分为几个压力段，达到压力时间最短的目的。

　　为了确定段数，首先计算全线作为试验段使用的时间

　　T1=总需气量/总排气量=V×SQ总。

　　式中:v为该配管总容积v=3.14×(0.3229)2×20000=65478.05m3

　　S=P强度/P=80P强度为管道强度试验压力p为大气压。

　　q总是风扇总排气量q总=4×10=40m3/min。

　　计算T1=65478.05×80/40=130956.1分钟=2182.6h。

　　t稳定性为强度试验稳定压力4小时，加上严密性试验稳定压力24小时，加上平气时间，根据经验平气时间选择2小时，t稳定性等于30小时。

　　T1和T稳定代入式(2)n=(2182.6/2×30)1/2=6.03。

　　T6=(6+1)×T1/2×6+(6-1)×T稳定=1423h=59.3天。

　　分为七个阶段。

　　T7=(7+1)×T1/2×7+(7-1)×T稳定=1427h=59.5天。

　　分为五个阶段。

　　T5=(5+1)×T1/2×5+(5-1)×T稳定=1429h=59.6天。

　　从上式的计算结果可以看出，该200km管道理论上分为6段等长试验段9每段长度为33.3km)的试验时间最短。但是，实际施工中有很多因素的限制，不能完全遵循理想化的平均里程。第一个因素是施工检验规范中试验长度的限制，例如SY0466-97《天然气集输管道施工和检验规范》中试验长度最好是10~15Km，这是应该遵守的原则。第二，在配管分段时，还应考虑配线阀室和沿配线站作为分段点的可能性和必要性(一般配线长度在25Km以下设置截止阀室)。另外，根据地形、地形和自然条件，分段设备的配置地区和良好的配置条件等也必须具备。因此，在本文的理论计算公式中计算的结果，各段在20Km左右，在地形允许的条件下，可以根据计算的段数进行段数，用一组鼓风机进行压迫，段与段之间依次平息。计算结果每段超过25Km时，应考虑用多组风扇同时压迫。例如，假设上述管道用8台风扇同时压迫2组，各管道长度选择100km，利用上述公式计算共计8段(每段长度25km)，可以达到最短时间，合理选择风扇的台数，同时基本满足其他综合条件。

　　也就是说，在管道气压试验中，参考上述理论计算，综合考虑各方面的因素，优化选择管道试验压力的段数和应用风扇的数量，实现经济缩短工期。