长输管道氮气置换
5 置换投产 (1) 计算与氮气混气头到达各阀室、场 站时间。根据的流速 ， 计算出氮气与空气混 气头和与氮气混气段气头到达各阀室及末站 的预计时间 ， 方便操作人员按时在场站、阀室进气体检测等操作。庆哈管道于 2007 年 12 月 5 日投 产 ， 投产期间混气段气头到达各阀室及末站实际时 间和计划时间基本吻合。 (2) 投产置换方法。置换投产采用气推 气的置换方式。即推动氮气、氮气推动空气 的置换方式。庆哈管道工程投产时直接从哈尔滨末 站引气放空 ， 先置换主管线 ， 再置换阀室和场站放 空和排污等管线。投产期间用上游供气阀门调节天 ran气流量 ， 推动提前注入的氮气段开始进行 线路、阀室和场站的置换 ， 全线置换期间 ，管道氮气置换， 分别在 下游阀室和场站进行引气放空 ， 并对沿线阀室、场站各检测点的检测情况及时进行沿线阀室、场站放 空和排污等管线的氮气、置换。 根据上游供气能力、管径及流速 ， 测算 出每小时的供气量。
实例操作

下面以某城镇新建管道与在运中压管网碰口并网置换作

业为例予以说明。此次作业需将500m 新建de160 管道与在运

de160 干管、2 条de110 支管碰口并网，增加支管供气气源形成

环网供气。示意图如下 ：

其作业程序为 ：在运管网 ：停气放散→氮气置换 ；

新建管道与在运管网: 碰口连接→氮气置换空气 ；并网后的在

运管网和新建管道: 置换氮气→***供气。

5.1 停气放散

待准备工作就绪，按照置换方案关闭干管来气阀门GF1、

GF2、GF3 及全部调压器进、出口阀门( 并经确认) 暂停供气 ；

后在GF1-1 阀门( 放散点1) 处连接放散火炬并开启GF1-1 和

火炬放散阀进行燃放作业，待放散至表压为零且火焰

自行熄灭后，关闭火炬放散阀和GF1-1 完成放散，拆除放散火

炬，开始进行氮气置换作业。

5.2 氮气置换天ran气

在GF1-1 阀门( 注氮点) 处连接注氮管线，同时在干管

和支管末端( 放散点2、3、4) 调压器进口阀门后放散口处连

接放散火炬。先置换干管 ：关闭ZF1、ZF2 阀门，从放散口向注

氮口方向依次开启放散点4 的火炬放散阀、调压器进口阀门、

GF1-1 阀门，燃气管道氮气置换，按前述置换要求参数进行注氮。直至检测合格后

关闭调压器进口阀门、火炬放散阀、GF1-1；同理分别对支管2、

1 依次置换合格。完成氮气置换后，方可进行新建管道

与在运管网碰口施工。

置换时，须遵循“先干管后支管，先远后近”的原则，

确定作业关键点。

注氮及氮气置换天ran气(空气)作业关键点确定

(1) 注氮点、排氮点( 检测点) 选择。注氮点选择 ：对设有站

场的新建城镇管网，注氮点在站场内出站口附近 ；对未建

站场或需检修的城镇管网，注氮点应选择在管网起始端，且便

于停放、通行注氮车的开阔地段。排氮点选择 ：对无分支的管

道，排氮点应选择在管道末端 ；对有分支的管道，排氮点应在

管道末端和分支管道末端分别设置。排氮点处应连接带有取样

检测口的放散火炬。

(2) 注 氮 温 度。注 氮 车 储 备 的 液 氮 温 度 极 低( 常 压 下

为-196℃)，直接注入会***管材物理化学性质，管道 氮气置换，造成低温脆性

***。因此，应升温气化后才能注入管道，注氮温度不低于5℃，

以5 ～15℃为宜。

(3) 置换气量估算。根据工作经验，所用的氮气体积少应

为所置换管道容积的1.5 倍，为保证置换完全，一般取2 倍较为

安全。

(4) 氮气流速。为避免管内杂质在高速流动的气体带动下

与管壁碰撞产生火花、PE 管中高速气流与管壁摩擦引起静电

积聚，从理论上讲氮气流速越慢越安全，但会导致置换时间过

长。通常按有关规定，控制在5m/s 以内。

(5) 注氮压力。压力过高易导致氮气流速过快而出现湍流

现象，影响置换效果。应在保证温度和流量的要求范围内控制

压力，管道氮气置换，不大于管道的工作压力，操作过程中压力由低到高进行

控制，一般控制在0.1 ～0.2MPa 之间。

(6) 置换时间的估算。推荐置换时间估算式 ：

式中 ：t 为达到合格标准所需的时间(h) ；V 为需置换管道的

容积(m3

) ；F 为放散孔的截面积(m2

) ；K 为置换系数( 取

2 ～3) ；w 为通过放散孔的气体流速(m/s)。

(7) 氮气浓度检测。氮气置换天ran气或空气时，当管道内N2

体积百分比大于98%(O2 体积含量小于2%)，且连续3 次( 每次

间隔不少于5min) 检测口浓度均达到此数值时，氮气置换作业

合格。

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