孔春艷,王晨光

(中國(guó)電建集團(tuán)港航建設(shè)有限公司,天津 300000)

0 引 言

長(zhǎng)距離輸水管線工程使用的主要管材為鋼管,長(zhǎng)距離輸水管線安裝完成后為了提前掌握整套設(shè)備在聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)際運(yùn)行參數(shù)以及可能出現(xiàn)的問(wèn)題,預(yù)判各參數(shù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)值、設(shè)計(jì)參數(shù)、相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行規(guī)程的差距,必須在整套投運(yùn)前進(jìn)行試通水試[1]。對(duì)試通水試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障以及運(yùn)行參數(shù)偏差,及時(shí)采取相應(yīng)的措施,確保整體管線工程安全、高效投運(yùn)。

1 試通水方案的論證分析

長(zhǎng)距離輸水管線試通水方案的論證與分析需要綜合考慮技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和水資源可持續(xù)性等多個(gè)因素,以選擇最合適的方案,確保項(xiàng)目的成功實(shí)施。

長(zhǎng)距離輸水管線試通水方案的論證與分析通常需要考慮以下4個(gè)方面:

1)技術(shù)可行性:首先需要評(píng)估管線的設(shè)計(jì)、材料和施工技術(shù)的可行性。確定所選用的輸水管線是否能夠滿足預(yù)期的輸水量,并且能夠抵抗壓力、溫度和其他外部因素的影響。

2)環(huán)境影響評(píng)估:試通水方案應(yīng)包括對(duì)環(huán)境的影響評(píng)估。評(píng)估輸水管線對(duì)地貌、生態(tài)系統(tǒng)和水資源的影響,尤其是對(duì)沿途地區(qū)的環(huán)境和居民的影響。

3)經(jīng)濟(jì)可行性:試通水方案需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估,確定建設(shè)和運(yùn)行成本以及預(yù)期收益。這些成本可能包括土地征用費(fèi)用、管道設(shè)備購(gòu)買費(fèi)用、施工人工費(fèi)用等。經(jīng)濟(jì)評(píng)估應(yīng)該考慮長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的成本,并與其他可行的供水方案進(jìn)行比較。

4)水資源可持續(xù)性:在進(jìn)行試通水方案的論證與分析時(shí),需要考慮輸水管線的長(zhǎng)期可持續(xù)性。評(píng)估水資源的儲(chǔ)量和供應(yīng)能力,以及輸送水資源對(duì)源地和接收地的可持續(xù)性影響。需要考慮到氣候變化、降水量變化和可能發(fā)生的自然災(zāi)害等因素。

2 試通水方案的總體要求

2.1 總體技術(shù)要求

試通水方案總體運(yùn)行的技術(shù)要求:根據(jù)設(shè)計(jì)單位所提供的整套運(yùn)行設(shè)計(jì)方案,統(tǒng)籌規(guī)劃試通水試驗(yàn)中所涉及的設(shè)備和管線與建筑物之間的相互聯(lián)系,依據(jù)所有設(shè)備和管線的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)和過(guò)流量,確保在試通水試驗(yàn)中所有節(jié)點(diǎn)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。管線沿途供水點(diǎn)的水壓和水位與設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配,尤其是水質(zhì)參數(shù)確保達(dá)到國(guó)家相應(yīng)水質(zhì)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

長(zhǎng)距離輸水管線試通水方案應(yīng)以安全性、技術(shù)可行性、可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響為總體要求,在方案設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中充分考慮并平衡這些因素。

1)安全性:試通水方案必須確保安全性是首要考慮的因素。這包括對(duì)人員、設(shè)備和環(huán)境的安全進(jìn)行全面的評(píng)估和防護(hù)措施。必須制定應(yīng)急預(yù)案,為可能發(fā)生的事故提供應(yīng)急處理,確保人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

2)技術(shù)可行性:試通水方案必須基于技術(shù)可行性進(jìn)行設(shè)計(jì)。選取適當(dāng)?shù)墓懿暮驮O(shè)備、設(shè)計(jì)合理的管線布置和施工方法,確保輸水管線能夠承受預(yù)期的水壓和水量,并滿足預(yù)期的輸送要求。

3)可持續(xù)性:試通水方案需要考慮可持續(xù)性因素。包括水資源的合理利用和保護(hù),是否會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。同時(shí)還要評(píng)估管線的可維護(hù)性和可持續(xù)性,以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行并進(jìn)行必要的維護(hù)和修復(fù)。

4)經(jīng)濟(jì)效益:試通水方案必須經(jīng)濟(jì)可行,即投入產(chǎn)出比要合理。在方案設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中,需要對(duì)成本進(jìn)行全面評(píng)估,并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益的分析。對(duì)于長(zhǎng)距離輸水管線來(lái)說(shuō),要綜合考慮建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等方面的費(fèi)用,并與其他可行的供水方案進(jìn)行比較。

5)社會(huì)影響:試通水方案的實(shí)施需考慮社會(huì)影響因素。包括對(duì)周邊社區(qū)和居民的影響評(píng)估,充分溝通和協(xié)商,尊重相關(guān)利益相關(guān)者的權(quán)益,盡可能減少不良社會(huì)影響。

2.2 試通水配套設(shè)施的技術(shù)要求

2.2.1 制定試通水方案的技術(shù)要求

長(zhǎng)距離輸水管線試通水方案的技術(shù)要求包括管道設(shè)計(jì)和材料選擇、施工工藝和質(zhì)量控制、管線布置和施工方案、運(yùn)行和維護(hù)設(shè)施、應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等方面,要綜合考慮安全性、可靠性、可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益等因素。

1)管道設(shè)計(jì)和材料選擇:確保輸水管線的設(shè)計(jì)滿足預(yù)期的輸水量和壓力要求。根據(jù)輸送水源的性質(zhì),選擇合適的管道材料,例如鋼管、水泥管、聚乙烯管等。考慮到長(zhǎng)距離輸送的特點(diǎn),管道的直徑和壁厚需要滿足水量和壓力的需求。

2)施工工藝和質(zhì)量控制:在施工過(guò)程中,要采取適當(dāng)?shù)墓に嚭痛胧?確保輸水管線的質(zhì)量和可靠性。這包括管道的鋪設(shè)和焊接方式、管道接頭的安裝和密封等。同時(shí),要對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和監(jiān)督,確保施工質(zhì)量符合要求。

3)管線布置和施工方案:根據(jù)輸送水源和輸送目標(biāo)地的地理?xiàng)l件和地貌情況,合理選擇管線的布置方案?？紤]到長(zhǎng)距離輸送的要求,需要充分評(píng)估地形起伏、河流和地下障礙物等因素,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的施工方案,確保管線的安全和穩(wěn)定。

4)運(yùn)行和維護(hù)設(shè)施:在輸水管線試通水方案中,需要考慮運(yùn)行和維護(hù)設(shè)施的設(shè)置。這包括輸水管線的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、閥門和泄壓裝置的安裝,以及維護(hù)通道的建設(shè)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)管線的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施解決。

5)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制:長(zhǎng)距離輸水管線試通水方案還應(yīng)包括應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。這涉及到事故預(yù)防和突發(fā)事件處理方面的技術(shù)要求。例如,安裝適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)裝置和報(bào)警系統(tǒng),制定應(yīng)急預(yù)案和演練,培訓(xùn)相關(guān)人員并建立聯(lián)絡(luò)渠道等,確保在發(fā)生事故或緊急情況時(shí)能夠及時(shí)采取措施,并最大程度地減少損失。

2.2.2 正式試通水試驗(yàn)前的技術(shù)要求

為了確保該次試通水試驗(yàn)所設(shè)定的任務(wù)能夠全滿完成,較好的完成既定任務(wù),首先要對(duì)已經(jīng)竣工設(shè)置進(jìn)行全面檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)有缺陷的設(shè)備設(shè)施并及時(shí)處理整改,確保各設(shè)備的性能滿足試通水試驗(yàn)要求。根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)參數(shù)和以往類似工程的經(jīng)驗(yàn),在正式試通水試驗(yàn)前,應(yīng)達(dá)到如下的技術(shù)要求。

1)管線的線路工程應(yīng)按照規(guī)范要求分段進(jìn)行水壓試驗(yàn),在水壓試驗(yàn)前對(duì)管線進(jìn)行清理,保證管線內(nèi)沒(méi)有雜質(zhì)異物堵塞沿途管線和水泵等設(shè)備。

2)泵站內(nèi)的供水和排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、站內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)以及管線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝并且調(diào)試后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3)對(duì)管線沿途布置的退水、泄水設(shè)施加強(qiáng)巡視檢查,及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,適當(dāng)增加排水泵數(shù)量用以排空管道。根據(jù)應(yīng)急預(yù)案的要求,及時(shí)排查安全隱患,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理解決。根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置承泄區(qū),并保證承泄區(qū)的出口順暢。

4)針對(duì)下列重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)完善管線監(jiān)測(cè)措施,并增加調(diào)流手段:針對(duì)管道沿線的壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè),針對(duì)集水坑、泵站吸水池的水位進(jìn)行監(jiān)測(cè),針對(duì)管道末端、泵站出口進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)。

3 試通水的準(zhǔn)備工作

3.1 組織管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置

建設(shè)單位牽頭,協(xié)調(diào)工程總包單位、材料供應(yīng)商、設(shè)備制造廠家、監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位等參建單位組織成立項(xiàng)目指揮管理機(jī)構(gòu)。

3.2 試通水試驗(yàn)指揮機(jī)構(gòu)的職責(zé)

全面協(xié)調(diào)并且負(fù)責(zé)工程設(shè)施、安裝機(jī)電設(shè)備、通信和供配電等系統(tǒng)在試通水試驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)指揮和調(diào)度,對(duì)試驗(yàn)區(qū)間的水量進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)分配,對(duì)試通水試驗(yàn)指揮管理機(jī)構(gòu)的指令進(jìn)行貫徹落實(shí),根據(jù)既定試驗(yàn)方案,統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮個(gè)區(qū)間段的配合工作,對(duì)試通水試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的事故問(wèn)題進(jìn)行調(diào)控,應(yīng)用改變排水流量等技術(shù)手段、協(xié)調(diào)各參見(jiàn)單位等組織方式、設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)措施等經(jīng)濟(jì)方式積極進(jìn)行搶險(xiǎn),主要工作的內(nèi)容有如下7個(gè)方面:

1)試通水方案的制定。

2)在試通水試驗(yàn)前,檢查物資、設(shè)備等各項(xiàng)保障措施的落實(shí)情況。

3)對(duì)制定的應(yīng)急預(yù)案和各項(xiàng)應(yīng)急處理措施進(jìn)行評(píng)審、修改、備案并組織演練。

4)在正式試通水試驗(yàn)前,組織一次預(yù)演練。

5)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中各項(xiàng)指令進(jìn)行起草。

6)對(duì)分段、分項(xiàng)過(guò)程的報(bào)告進(jìn)行審閱批示。

7)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論,編制試通水啟動(dòng)報(bào)告。

3.3 試通水方案總體的部署情況

試通水方案總體的部署思路為:從管線的上游向下游分階段、分區(qū)域緩慢的注水、并且隨壓力的提升逐步提高流速進(jìn)行管線沖洗?？傮w試驗(yàn)設(shè)定分為兩個(gè)階段進(jìn)行:第一階段為整個(gè)管線系統(tǒng)進(jìn)行沖水;第二階段為整體系統(tǒng)的試運(yùn)行階段,由提高流速進(jìn)行管道沖洗、整套設(shè)備的調(diào)試運(yùn)行、試驗(yàn)結(jié)束后停機(jī)等步驟。以時(shí)間為節(jié)點(diǎn),將整個(gè)試驗(yàn)分為如下3個(gè)階段進(jìn)行準(zhǔn)備工作:

1)首先檢查管道的安裝質(zhì)量、管道水壓試驗(yàn)參數(shù)、機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試工作以及主體結(jié)構(gòu)工程滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并且具備必要的機(jī)組啟動(dòng)驗(yàn)收條件。

2)采用設(shè)計(jì)水源為沖水水源,各分區(qū)段的設(shè)備要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行充水,其中首充水要分區(qū)、分階段進(jìn)行,并且要達(dá)到24h以上的浸泡時(shí)間。

3)對(duì)管道進(jìn)行水沖洗,提高給水端的壓力,提高管線內(nèi)水流的流速,當(dāng)管線的末端出口水達(dá)到清潔水的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),方可結(jié)束沖洗工作。在重新過(guò)程中如若發(fā)現(xiàn)滲漏等問(wèn)題,要及時(shí)進(jìn)行處理整改。

4 試通水技術(shù)要求

4.1 充水啟動(dòng)階段的技術(shù)要求

1)在試運(yùn)行前,應(yīng)針對(duì)試通水管線的啟動(dòng)系統(tǒng)及整套啟動(dòng)流程制定詳細(xì)的操作規(guī)程。根據(jù)制定的操作規(guī)程,組織操作人員進(jìn)行培訓(xùn),要求操作人員嚴(yán)格按照擬定的操作規(guī)程進(jìn)行操作。

2)作人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙,熟悉設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的各類閥門、井室和輸水管線的位置。

3)充水試驗(yàn)前,應(yīng)安排專職人員定期巡視、檢查沿途管線,發(fā)現(xiàn)危及供水安全的行為及時(shí)制止。

4)充水試驗(yàn)前,全面檢查沿途管線的排氣閥門、檢修閥門等閥井閥門,為避免在運(yùn)行過(guò)程中,管道內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓工況,排氣檢修閥、排氣閥門應(yīng)保持開(kāi)啟狀態(tài),并關(guān)閉所有的泄水閥門。

5)在對(duì)管道進(jìn)行充水時(shí),為確保管線工程在安全狀態(tài)下運(yùn)行,應(yīng)仔細(xì)檢查管道沿線的所有排氣閥,應(yīng)該管道沿線的排氣閥現(xiàn)在任何流速對(duì)應(yīng)的工況下,都能保持高速排氣的能力。如果排氣閥不具備在氣水相間時(shí)高速排氣的能力,應(yīng)該排氣閥進(jìn)行重新驗(yàn)算核對(duì),并且及時(shí)更換不合格的排氣閥。

6)充水試驗(yàn)時(shí),仔細(xì)泄水閥的線性特征,是否能夠完全閉合,以免泄水閥在充水試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)漏水事故。

7)對(duì)于壓力輸水管線進(jìn)行充水時(shí)應(yīng)將水流流速控制在0.3～0.5 m/s之間,極限工況下也≤1m/s。

4.2 位于泵后的輸水管線試運(yùn)條件

1)在水泵初期啟動(dòng)時(shí),首先應(yīng)按照首先開(kāi)啟水泵,再開(kāi)啟出口處的電動(dòng)偏心半球閥,在操作過(guò)程中還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注閥門的開(kāi)啟速度。

2)對(duì)于離心泵的停泵操作順序,第一步按照規(guī)范要求關(guān)閉泵后的電動(dòng)偏心半球閥,第二步再對(duì)水泵的電機(jī)進(jìn)行關(guān)閉。

3)當(dāng)水泵采用變頻調(diào)節(jié)時(shí),應(yīng)根據(jù)末端流量調(diào)節(jié)閥、水泵的并聯(lián)臺(tái)數(shù)等參數(shù)綜合分析,調(diào)整位于水泵出口的閥門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)輸水管線流量。

4)只有在首充水時(shí)需要開(kāi)啟1臺(tái)水泵,其余工況調(diào)節(jié)流量應(yīng)采用變頻方式,在調(diào)節(jié)泵后設(shè)置的電動(dòng)偏心閥時(shí)尤其要注意控制調(diào)節(jié)速度。

5)盡量將管道內(nèi)的存水盡量排放至臨近河道,所以在出現(xiàn)泄水情況時(shí),應(yīng)先打開(kāi)位于臨近河道的泄水閥。在泄水點(diǎn)進(jìn)行泄水時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施,不能因?yàn)樾顾绊懼車ㄖ锏陌踩?/p>

5 事故應(yīng)急處理

如果發(fā)生微小事故,則可以進(jìn)行帶水搶修,但出現(xiàn)大范圍或者高壓漏水時(shí),需要進(jìn)行停水檢修,則應(yīng)得到指揮中心的授權(quán)才能進(jìn)行。在加大沖洗流量時(shí),容易發(fā)生管道漏水現(xiàn)象,此時(shí)就應(yīng)該對(duì)管道進(jìn)行搶修,搶修的步驟分為如下3步:

1)在發(fā)生漏水事故時(shí),應(yīng)先報(bào)告應(yīng)急指揮管理中心,根據(jù)指揮部指令進(jìn)行停泵操作,在停泵操作的同時(shí)應(yīng)將管線末端的調(diào)壓閥關(guān)閉。管道內(nèi)的壓力開(kāi)始會(huì)出現(xiàn)劇烈較大范圍內(nèi)的波動(dòng),觀察一段時(shí)間等到壓力平穩(wěn)后,關(guān)閉距離該管道距離最近的上下游檢修蝶閥,從而使該管道隔離于整個(gè)系統(tǒng)之外。

2)如果發(fā)生排氣閥漏水事故,應(yīng)采取與漏水事故相同的操作,首先根據(jù)指揮部的命令停泵,再關(guān)閉管線末端的調(diào)壓閥,所有故障都排出后再進(jìn)行充水。

3)如在管道的充水過(guò)程中,泵站突然發(fā)生停電事故,應(yīng)立即報(bào)告指揮中心,根據(jù)指揮中心的命令進(jìn)行操作。

6 結(jié) 論

對(duì)于長(zhǎng)距離輸水管線進(jìn)行有壓充水時(shí),管道的充水最佳流速應(yīng)控制在0.3～0.5 m/s,此時(shí)的運(yùn)行效果好于其他流速。如果采用過(guò)低的流速則不利于攜帶管道內(nèi)的積存氣體,對(duì)管道內(nèi)的排氣產(chǎn)生不利影響,同時(shí)也會(huì)延長(zhǎng)管道試通水試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間;如果采用過(guò)高的流速,則會(huì)造成進(jìn)水速度大于排氣速度形成氣堵現(xiàn)象引起管道內(nèi)的壓力震動(dòng),增加試通水試驗(yàn)的安全不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。