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燃?xì)夤艿涝谑┕ぐ惭b完成之后,要進(jìn)行管道內(nèi)雜物的清掃工作,清掃方法目前最常用的有清管球法和氣體增壓爆破法兩種,清管球法一般適用于管徑一致,距離較長的輸送管道,氣體增壓爆破法則多用于管道不是彳艮長,管徑可不一致,甚至有支管的市區(qū)中低壓管網(wǎng),雖然有些地區(qū)為使管道清理的盡可能干凈,也嘗試著用清管球法進(jìn)行市區(qū)管網(wǎng)的清掃,但因條件所限,操作起來稍顯復(fù)雜,且一旦清掃過程中出現(xiàn)卡球現(xiàn)象,還需要重新拆裝.設(shè)備進(jìn)行反吹,甚至要切割管道取球等原因而不能在市區(qū)管網(wǎng)的清掃中得到廣泛應(yīng)用,而氣體增壓爆破的方法相比之下簡單易行,不存在以上的弊端,至今仍在市區(qū)管網(wǎng)的清掃過程中被廣泛應(yīng)用。
氣體增壓爆破清理管道的方法一直存在一個(gè)弱點(diǎn),那就是位于進(jìn)氣口一端的部分管道由于氣體流速小,內(nèi)部雜物,特別是體積小比重大,如石子、鋼碴等往往不能被清理干凈,而且吹掃的管道越長,進(jìn)氣端不能被清理干凈的管道長度也會越長。
增壓爆破清管法進(jìn)行管道清理時(shí),氣體在管道內(nèi)的流速是不一樣的,根據(jù)波義爾.馬略特定律:一定量的氣體,在恒定的溫度下,氣體狀態(tài)變化前后的體積與壓力成反比。即
PI/P2=V2/V1 或 PIVI=P2V2
對增壓爆破來講,氣體的狀態(tài)變化是在同一管徑的管道中向著一個(gè)方向發(fā)生,那么上邊的公式可以推導(dǎo)為:
P1/P2=V2/VI=SL2/SLl=L2/L1
L2=P1LI/P2
V=(L2-L1)/t=(P1L1/P2-P2Ll/P2)/t=[(P1-P2)/p2t]Ll
式中P1、P2施加給管道內(nèi)氣體的不同壓力(Mpa)
V1、V2不同壓力下氣體的體積(m3)
S管道截面積(m3)
L1、L2不同壓力下某截面至管端的長度(m)
t壓力變化的時(shí)間(s)
V某截面氣體的流速(m/s)
同一時(shí)刻管道內(nèi)各個(gè)部位壓力的差別不是很大,從上式可以看出,管道內(nèi)各個(gè)截面氣體的流速與截面至管端的長度成正比,氣體流速與管道各個(gè)部位的關(guān)系如下圖所示從圖上可以看出,進(jìn)氣口端氣體流速最小,出氣口端氣體流速最大,規(guī)范中要求的管內(nèi)氣體實(shí)際流速不得低于20m/s,實(shí)際上指的是管道內(nèi)氣體的平均流速,以此推算,出氣口氣體的實(shí)際流速最低要達(dá)40m/s,當(dāng)出氣口氣體的流速為40m/s時(shí),從進(jìn)氣口到管道中部氣體的流速都低于20m/s,要提高此段管道內(nèi)氣體的流速,就必須進(jìn)一步增加壓力,壓力越高,進(jìn)氣口端管道內(nèi)氣體流速達(dá)不到20m/s的管道長度剩余的就越短,但每段管道都有自己的設(shè)計(jì)工作壓力,規(guī)范中規(guī)定管道吹掃時(shí)的最大壓力不能大于設(shè)計(jì)工作壓力,所以增壓也不是無限制的,最多只能增至設(shè)計(jì)的工作壓力,可見只靠增加壓力不是解決問題的關(guān)鍵。
換一種思維方式,如果管道內(nèi)進(jìn)氣口一端已經(jīng)是干凈的,那么采用增壓爆破法清理管道時(shí)以上提到的弱點(diǎn)不就不存在了嗎?
基于這種想法我們對增壓爆破清理管道的方法進(jìn)行了改進(jìn),通過多次實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)利用改進(jìn)后的方法進(jìn)行管道清理,不但清理的干凈,而且還可以增加管道的吹掃長度,規(guī)范規(guī)定每段管道吹掃長度不宜超過三公里,因我們改進(jìn)后的方法是一段管道分多次進(jìn)行吹掃,所以總長度投必要控制在三公里以內(nèi)。
改進(jìn)后的方法整個(gè)工序如下圖所示,具體操作步驟如下:
在管道的初始端加裝進(jìn)氣口,當(dāng)管道施工達(dá)到一定長度a,開始進(jìn)行首段管道的吹掃,首段管道的具體長度根據(jù)設(shè)計(jì)工作壓力和管徑確定,對于中壓管網(wǎng)a值可參照下表。
設(shè)計(jì)工作壓力(Mpa )管 徑(mm)首段吹掃長度(mm)吹掃次數(shù)(參考數(shù))[1] [2]