应急抢修中氮气置换SPS模型

应急抢修中氮气置换SPS模型

根据SPS建模流程[9-11]，单端注氮SPS模型如图

3 所示，整个管段设置阀室 2 座。由于在事故抢修工

况下上下游管道均通过阀室截断，故在模拟氮气置换

过程时，上下游阀室通过截断阀(B_JDF1、B_JDF2)

截断气源进出。注氮阀室通过注氮管线模拟注入氮

气，通过注氮口(E_N2_1)进行流量和压力控制。放空

阀室通过放空管线模拟放空，放空口(E_FK)采用大

气压力和声速限制控制放空流量。通过控制模拟节流

阀(MOOE_1)的开度来模拟破损口当量直径，末端(E_

P5)采用大气压力和声速限制控制泄漏流量。

双端注氮SPS模型如图 4 所示。氮气置换过程中

注氮阀室上下游管线均通过截断阀(B_JDF1、B_JDF2)

截断。两端阀室均通过注氮管线模拟注氮，通过注氮

口(E_N2_1、E_N2_2)进行流量和压力控制。破损口

通过控制模拟节流阀(MOOE_1)的开度来模拟破损口

当量直径，末端(E_P5)采用大气压力和声速限制控制

泄漏流量。

天燃气管道应急抢修中氮气置换工艺优化研究

应急抢修中氮气置换流程及方案

管道事故应急抢修过程中，首先将破损口

前后 2 个阀室间的通过阀室放空立管放空至微

正压(0.05 MPa)，再通过阀室向管道内注入氮气进行置

换，应保证管道内含量低于 2%。氮气置换结束

后，再在破损口附近进行应急抢修施工，可以保证现场

施工安全。氮气置换工艺(简称注氮工艺)根据其注氮

口的数量可以分为单端注氮和双端注氮。单端注氮工艺

中，根据注氮端距离破损口的位置可以分为远端注氮和

近端注氮。单/双端注氮工艺流程如图 1 和图 2 所示。

单端注氮流程如图 1 所示，以事故管道其中一端阀

室作为注氮口，将氮气注入管道，管道内的通过

破损口及另一端阀室放空管排出，由此实现管道内的氮

气置换。当破损口离注氮阀室较放空阀室远时，即L1＞ L2，称为远端注氮；反之L1＜L2，则为近端注氮。

双端注氮流程如图 2 所示，以事故管道两端的阀

室作为注氮口，将氮气注入管道内，管道内的

通过破损口排出，实现管道内的氮气置换。

氮气排放注意事项 氮 气 放 空作 业时 ，现场 风 向、下风 向严 禁 人 员活 动 ：检 测节 流 阀 门温度 ，防止温 度 过低 造成 冰 堵或 阀门损 坏；对 排 气现 场 进行 氮 气等 检 测 时应 全程 监 护 ； 站场 或 人 口稠 密 地 区的氮 气排放 管道 末端 应 设置 消器 引。 由于排 空气体 中带有部 分油雾 ，为 了确保 放空安 全 ，在放空作业前期 ，应根据 阀门前后压差建立流速计 算模型 ，加快放空速度，尽量缩短排放 时间n 。引。 4 工程 应用 某输油管道动火作业点处于中间清管站至下游阀 室的 点处 。采 取 的回油方 式是 ：在 中间站发 送清 管器到 下游 阀室 前停止并关 闭 阀室 阀 门，燃气管道氮气置换，通过 氮气反 推清管器进 入中间站发球 筒 。 由管道纵断面(图 2)可知，计算注氮压力时，管道 存在翻越点 ，翻越点与注氮 点之间的高程 差为 95．4m。 通过计算，所需要推动清管器的氮气压力为 1．027MPa， 经现场验证，推动清 管器 的实际氮气压力为 1．05MPa。 在氮气推动清管器回油处置完成后，动火点无余油，达 到了理 想效果 。结束语 氮气反推清管器 回油技术适用于长输管道 高程 差 在 200m 左右的管道 ，清 管器可 以正向发送 ，也可 以利 用双 向直板 清管器双 向发送 ，管道氮气置换，根 据上 下游 站场 的距离 和位 置情况 ，选 用高程 差较小 ，且 有储罐 的站场 回油 。 通过 系统排油 ，天燃气管道的氮气置换，缩短 了整体 工艺处置的时间，长输管道氮气置换，在动火施 工现场基本无 油可收，效果显著，避免 了回收油 品过程 中装车 、拉 运 以及 连接临时 回注管道 的风险 。该技 术 已成功应 用于 阿拉 山 口一独 山子 管道 、乌石化 一 王家沟成 品油管道 、独 山子 一乌鲁 木齐 管道等 作 业中。应根据管道的实际情况，综合考虑安全、经济与 管道允许停输时间等因素，制定出适 合的回油方案。
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