管道氮气置换
由于改线后废弃管线内仍存留油和气，必须要对管道进行置换清洗，将残存油、气清除干净，否则，会给临港工业区的建设埋下安全隐患。一旦施工不慎造成管线断裂，不仅危害到人民群众的财产与生命安全，还会造成严重的环境污染。1废弃管段废液回收新工艺海底油、气管道的置换与化学清洗通常是从海上平台发球筒向陆地终端或另一平台发泡沫球、直板球进行置换与化学清洗作业，产生的废液直接进人陆地终端处理厂处理。如在锦州港航道跨越管道改线项目第6期奉虎等滩涂段废弃油气管道置换清洗及废液回收新工艺图2改线路由图渤西油气田分布图废弃管段数据表111图表输油管段输气管段管径/mm管长(总长)/km单位长度容积/m3/m总容积/m‘设计压
管道氮气置换

2. 2. 1“压 力－时间”图分析

储罐系统下燥和置换先是对储罐八区 连续的充进氮气连续升压到约4kPa，然后罐顶部开始排放，再连续的调 节内罐A 区底部 充气及拱顶 A 区顶部排放的 状态下，缓慢升压至约8. 5kPa 时，稳压，管道氮气置换，保持进气与排气基本相同，连续干燥及置换约 24h。在72h 至 270h 干燥和置换区间段内采用了压涨式置换方法进行施工，使压力控制在 10( ± J )kPa 左右，直至储罐干燥和置换达到质量标准要求。在270h 至 330h 区间段时对罐内进行二次加减压排放的方式的干燥和置换，罐压力 升至 I 5kPa 后关闭所有排放，静琶!Oh 后，再以缓慢速度至5kPa ，加强巩固储罐系统干燥和置换的效果。储罐系统整个干燥和置换过程

共计使用了约 330h，创造了国内同类工程施工的新纪录，系统整个干燥和置换共计使用液氮量约l320t。

5. 2. 2“氧含量一时间、摇点－时间”图 分析

在开始干燥和l置换的前70h 的时间中，氧含 量下降到约为12%，跟点下降相对较为连续稳定在 5.0 左右时，连续连续干燥及置换的方式效果已不能满足施工的要求，及时调整为压涨式 的方法后，系统在每一轮的升压与泄压过程中逐渐接近质量合 将标准，在干燥必置换270h 之后进行二次加减压排放 ，氧含基本稳定，管道 氮气置换，在合格的甚而上有微小降低，会随着次加压 升高而升高，排放时降低，前雨加压会有反复一定范围的波动，说明储罐在干燥及置换时气体内部混合交换不均匀，在第二次加减压排放后压力降低有 一到 5kPa 时与加压时高压点时的摇点基本相同，保持了稳定。达到了强制加强的效果。由此可见， 在施工中增加l一定范罔的压力及压涨的次数对干燥和置换的效 果较为明显。但这会增加液氮的使用及置换的整体时间。

1．1 氮气源的选择 氮气 源 的选 择直接 影响 回油过程 的实施 ，氮气 源 采用氮气瓶 组、制氮车现场制氮、液态氮气化 3种方式 获取 。氮气瓶 组便于运 输 ，使用 方便 ，但存 储量较 少，氮气置换量是管道容积的几倍， 回油 压力较 小，适用 于短距离 、小管径 ，用氮 量小 的管道 回油 ；制氮 车制氮量大 ，能够保 障大型施工氮气 需求 的连续性 ，但压 力小 ，适用 于大管径 、压 力较小 的管道 ； 液氮车 、气化器 、加热炉 配套使用 ，管道氮气置换方案，可 以保 持较 高的氮 气压 力 ，适用 于大 管 径、压 力较 大且 需要 氮气 量 较大 的管道 ]。 1．2 推动清管器所需注氮压力 计算管道注氮压力需要计算管道总压降，分为 以 下两种情 况 。 (1)当不存在翻越点时 ，管道总压 降H 为： 式 中： 为输 油管道 水力坡 降；L 为回油终 点到注氮 点 的距 离，km；Zz为 回油终点 的高程 ，m； 为 注氮 点的 高程，1TI； 为输油管道的沿程摩阻系数：D为输油管 道的直径，1TI； 为油品在管道中的流度，m／s；g为重力 加 速度 ，m／s。 注入 氮气后 ，管道 内充满气 体，高差 会发 生变化 ，注氮压 力也会 随时发生变化 ，故此处取注氮压力 。 (2)当存在翻越点时，管道总压 降 为 ：式 中： 为翻越 点的高程 ，m。 注入氮气后 ，管道 内充满气体 ，高差变化为翻越 点 高程与点 高差之差 。 根 据式 (2)， 越大 ，i越大 ，从而 需要 的注氮压力 越 大，需要的氮气量越多 。选择速度时 ，应综合考虑管 道允 许停 输 的时 间及经 济 因素 。由于注 氮压 力 的变 化，流速也在不断变化，流速需要通过注氮压力、流量 以及管道单位管容进行计算，先通过高程差预估注氮 压 力，再通过注氮流量 与管道 单位管容预估 出流速 ， 后进行数据 的微调 。 对 于一条给 定的长输管道 ，L、D、 已知，而水力 摩阻系数 未知 。 计算 的公 式有理论 公式、经验 公式及 半理论 半 经验 公式 。不 同学者根据 实验条件 、实验数据 总结 出 不 同的 计算公式，计 算结果 非常接近。
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