用于置換輸氣管道空氣的氮?dú)飧綦x技術(shù)

李博 楊敏 卿勇

摘要：輸氣管道投產(chǎn)置換只會(huì)采用不同的方法進(jìn)行投產(chǎn)置換，通過分析不同方案所帶來的實(shí)際效果，了解不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)提高置換輸氣管道內(nèi)的空氣效率有著非常重要的作用。氮?dú)飧綦x技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高輸氣管道內(nèi)的空氣置換，通過分析氮?dú)飧綦x技術(shù)的相關(guān)研究，選擇合適的方式進(jìn)行置換，能夠有效保障輸氣管道的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸氣管道;氮?dú)飧綦x;置換

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)天然氣的消耗量一直在不斷增加，輸氣管道的建設(shè)規(guī)模大，造價(jià)高，因此提高輸氣管道的安全運(yùn)行非常重要。置換是輸氣管道在投入使用之前的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，利用置換能夠有效排出輸氣管道中的空氣。進(jìn)行投產(chǎn)置換的難點(diǎn)在于如何將空氣和天然氣進(jìn)行有效隔離，防止空氣與天然氣接觸形成爆炸性物質(zhì)。在該過程中必須選擇費(fèi)，用低操作簡(jiǎn)單的方法。目前部分輸出器企業(yè)所采用的置換方法是在進(jìn)行注入天然氣之前，需要注入一段混合性氣體，將天然氣和空氣進(jìn)行有效隔離，這樣做的目的是為了有效防止空氣與天然氣進(jìn)行直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸?shù)哪康摹Ｒ暂敋夤艿赖陌踩懂a(chǎn)為背景，探討氮?dú)飧綦x技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的效果，對(duì)比分析單隔離器和無隔離器兩種置換方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

1輸氣管道工程置換的目的

天然氣屬于一種易燃易爆物品，但是天然氣在以下的兩種情況中不會(huì)發(fā)生燃燒。第一，當(dāng)空氣中的濃度小于某一臨界值時(shí)，并且相應(yīng)的熱損失大于氧化產(chǎn)生的熱量;第二，雖然天然氣的濃度達(dá)到一定之后，如果沒有氧氣的存在，天然氣也不會(huì)發(fā)生爆炸。

輸氣管道進(jìn)行置換的目的是為了防輸氣管道內(nèi)空氣與天然氣的混合，如果天然氣的含量超過了輸氣管道所承受的極限，那么天然氣遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸，因此對(duì)于新建的輸氣管道需要進(jìn)行置換工作，避免發(fā)生天然氣爆炸事故的發(fā)生。

2輸氣管道置換過程中所需要注意的問題

（1）置換是指輸氣管道內(nèi)氣體保持穩(wěn)定，主要是將空氣中的氧氣進(jìn)行置換。置換的相關(guān)順序是干燥的空氣代替潮濕的空氣，氮?dú)饽軌蛑脫Q干燥空氣，而天然氣可以置換氮?dú)?，能夠使輸氣管道?nèi)充滿天然氣。在進(jìn)行置換過程中，要確保空氣，天然氣，氮?dú)庵械难鯕夂康陀谀骋粩?shù)值，才能夠進(jìn)行相應(yīng)的置換工作。

（2）在進(jìn)行置換過程中要合理控制充氣參數(shù)和速度，因此需要加強(qiáng)流動(dòng)和擴(kuò)散影響入口的技術(shù)參數(shù)研究，才能夠完成置換工作。

（3）在進(jìn)行置換過程中應(yīng)當(dāng)采用惰性氣體，通常情況下惰性氣體的費(fèi)用較高，但是惰性氣體的應(yīng)用效果比普通的氣體要好，因此在進(jìn)行置換過程中可以利用氮?dú)鈦泶嫫渌麣怏w進(jìn)入輸氣管道。

3氮?dú)飧綦x置換技術(shù)

目前輸氣管道所采用的氮?dú)飧綦x置換技術(shù)主要分為三種：雙隔離器、單隔離器和無隔離器的隔離置換工藝。

（1）雙隔離器置換技術(shù)在運(yùn)用過程中會(huì)采用兩個(gè)隔離器，將空氣、氮?dú)?、天然氣分成三部分。該技術(shù)的特點(diǎn)是對(duì)每一個(gè)區(qū)域都能夠形成較強(qiáng)的獨(dú)立性，缺點(diǎn)是增加了輸氣管道的運(yùn)動(dòng)阻力，在置換過程中輸氣管道中介質(zhì)的流動(dòng)速度無法得到控制，并且由于受到地形或者管道安裝外界因素的影響，導(dǎo)致操作環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，并且運(yùn)行成本較高。

（2）單隔離器置換技術(shù)在運(yùn)用過程中是將一個(gè)隔離器放置于空氣和氮?dú)庵g，使空氣與氮?dú)夂吞烊粴膺M(jìn)行有效隔離。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是將空氣進(jìn)行有效隔離，能夠有效防止空氣與天然氣之間的接觸。缺點(diǎn)是在運(yùn)行過程中也會(huì)存在一定的阻力，并且置換速度無法得到控制，同時(shí)要確保輸氣管道內(nèi)的密封性才能夠起到隔離作用。

（3）無隔離器置換功能在運(yùn)行過程中不使用隔離器，使空氣，氮?dú)夂吞烊粴庑纬扇齻€(gè)區(qū)域，該置換工藝的缺點(diǎn)是每一個(gè)區(qū)域無法形成獨(dú)立性，空氣與氮?dú)?，氮?dú)馀c天然氣的擴(kuò)散速度會(huì)受到置換速度、溫度、壓力、管道長(zhǎng)度等因素的影響。該置換工藝的優(yōu)點(diǎn)是在進(jìn)行置換過程中阻力較小，置換速度能夠及時(shí)控制，不會(huì)受到地形和管道安裝因素的影響，該方式置換過程簡(jiǎn)單，并且相應(yīng)的置換成本較低。

4氮?dú)飧綦x技術(shù)實(shí)施過程

在進(jìn)行實(shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)利用壓風(fēng)車將清管器送入輸氣管道內(nèi)，在輸氣管線內(nèi)部應(yīng)當(dāng)確保清管器與管壁之間的密封性，確保兩者之間的泄漏量處于最小狀態(tài)，然后連接氮?dú)饧铀傧到y(tǒng)，具體的實(shí)施過程如下：

（1）選擇兩個(gè)符合實(shí)際要求的清管器。

（2）將第一個(gè)清管器放入發(fā)球筒內(nèi)，開通發(fā)球流程，利用壓風(fēng)車將第1個(gè)清管器輸送到輸氣管道內(nèi)的固定位置。

（3）向輸氣管道內(nèi)加入氮?dú)?，結(jié)合實(shí)際情況注入一定量的氮?dú)猓们骞芷鞫ㄎ粌x器進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)，進(jìn)行穩(wěn)壓測(cè)試，如果壓力保持不變，說明清管器與輸氣管道管壁的密封性能較好。

（4）關(guān)閉發(fā)球筒閥安放第二個(gè)清管器，按照正常流程倒入天然氣，從而開始氮?dú)飧綦x天然氣置換工作，沿著輸氣管道分別設(shè)置監(jiān)聽點(diǎn)，檢查清管器在輸氣管道內(nèi)的變化情況，及時(shí)與調(diào)度中心進(jìn)行聯(lián)系，合理調(diào)整天然氣的輸入量。

在進(jìn)行施工過程中需要注意的問題是：第一，在進(jìn)行天然氣管道投產(chǎn)置換之前，需要確保天然氣管道和清管器的干凈;第二，在準(zhǔn)備工作中應(yīng)當(dāng)注重投產(chǎn)置換中天然氣分輸站的供氣壓力，最好將管道內(nèi)的氣體流速控制在每秒3～5米左右;第三，在進(jìn)行投產(chǎn)置換之前，需要對(duì)所消耗的氮?dú)饬窟M(jìn)行估算，防止在置換過程中發(fā)生氮?dú)獠蛔慊蛘咴斐刹槐匾睦速M(fèi)，如果天然氣管道投產(chǎn)置換過長(zhǎng)，可以采用分段置換的方法進(jìn)行操作。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行氮?dú)庵脫Q過程中需要不斷創(chuàng)新做法，利用相應(yīng)的計(jì)算公式以及置換方式可以有效提高輸氣管道中置換空氣的工作效率，氮?dú)飧綦x技術(shù)的應(yīng)用需要結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，在進(jìn)行投產(chǎn)試驗(yàn)過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的分析和推廣，簡(jiǎn)化相應(yīng)的操作流程，縮短置換時(shí)間，節(jié)約氮?dú)?，進(jìn)而可以有效提高天然氣的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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