为了减少在氮气置换过程中氮气和***(空气)的混气量,缩短必要的置换时间,并确定注氮设备的配备参数,需要对氮气置换速度和注氮速度进行计算。目前氮气置换设备常采用的是液氮罐车:通过对液氮加热汽化进行氮气的置换工作;另外还有车载氮气生产设备,设备在现场直接将生产的氮气注入管道。管道氮气置换混气长度的影响因素主要有介质流动速度、管径和管线长度。
若管道置换采用隔离氮气置换的方案,在置换中,***推进速度在很大程度上决定了混气长度,如果注入***时的压力比注入氮气时的压力大、流速高,气体之间的速度不一致会相互挤压,加速了气体的扩散,导致混气段增长。选取的原则如下:
(1)在***置换时,在层流流态下,一种气体的锲头大量的进入另一种气体中,形成大量混气。
(2)尽量保证实际作业可行的情况下,用于置换的时间越少越好,即***推进速度越大越好
在***管道内部的氮气注氮量主要包括每个注氮点的注氮混气量和氮气段通过管道时的混气量、管道沿线场站和阀室进行氮气置换的氮气量、氮气到达下一站的剩余量以及另外的***富裕量这四部分组成。其中注氮时和氮气置换时的混气量要占到注氮量的五分之一到四分之一。而且因为注氮期间的氮气混气量和氮气段通过管道的氮气总量计算方法还没有成熟,因此我们要加入一定的氮气作为富裕量来提高氮气置换的成功率。
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