天燃气管道氮气置换
力在不断地变化，因此清管器运行速度难以得到控制。结合国内西一线、涩宁兰等输气管道投产经验，可知加清管器置换并未达到隔离气体、减少混气量的目的。根据实践经验对这３种输气管道置换方案应用效果进行对比总结，各种方案的优缺点如表１所示。 表１　常用置换方案比较表方 案 优 点 缺 点 加清管器有氮气置换 ①各组分彼此***；②系统置换安全；③技术操作难度低 ①氮气需求量大，费用高；②受地形等因素影响大，易增加混气长度 无隔离器氮气置换 ①与空气隔离，安全；②速度易控、操作简单、费用低；③受地形及管道安装影响小；④有利于保持管道干燥程度 ①管道每个区域没有相对的***性；②扩散速度受压力温度和置换速度影响 加隔离器无氮气置换 ①比较经济；②清管器能清除管线内污物；③便于了解管线内部的实际情况 ①不易操作，操作复杂；② ***系数较高，管道氮气置换，投产时间长 ２一维氮气置换模型 管道在置换过程中，由于两种气体存在着速度梯度和浓度梯度，在分子扩散和对流扩散的作用下（主要是对流作用），在接触界面会发生质量传递，即混气，如图１所示。 由于管道的直径和长度相比可以忽略不计，所以可以假设沿径向分布均匀，管道置换氮气，并且不存在径向浓度梯度。将空气视为单一物质，用一维对流扩散方程描述管内断面混气平均浓度分布，其方
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，管道氮气置换，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，长输管道氮气置换，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。

1 天燃气管道氮气干燥原理流程及关键参数 1. 1 原理流程 氮气干燥置换的原理流程是利用液氮槽车将液 氮运送到需要干燥的天燃气管道、场站现场 ，与车载 空温式汽化器连接 ，将液氮汽化成常温氮气 ，然后再经过加热器[7 ] ，使常温干燥氮气加热到 50 ℃～60 ℃(经加热后的干燥氮气水含量低于 1 ×10 - 6 ，相当 于露店 - 75 ℃时对应的水分含量) ，供给需进行干 燥的管道、设备使用 ，用露店仪或水分检测仪在管段 末端对天燃气中水含量进行取样分析[8 ] 。根据 SY/ T 4114 - 2008《天燃气输送管道干燥施工技术规范》 的规定 ，水露丢按不高于 - 20 ℃即为合格[9 ] 。所需设备 :低温液体汽化器 1 套、水浴式加热器 1 套、柴油发电机组 1 套、液氮车 1 台[ 8 ] 。 检测仪器 :露店检测器或水分分析仪 1 台
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