天然氣管道氮氣置換混氣長度的影響因素

天然氣管道氮氣置換技術研究

針對新建或需要檢修的天然氣管道,介紹了其投產(chǎn)前用氮氣置換空氣的幾種方法,闡述了它們的工作原理與實施步驟,對比分析了它們的優(yōu)缺點,從而得出各種方法的適用場合,同時,探討并總結(jié)了氮氣置換過程中注氮溫度、注氮壓力、注氮點、注氮量、天然氣推進速度等操作參數(shù)的確定方法,得出了相應的結(jié)論,為確保天然氣管道的安全投產(chǎn)奠定了基礎。針對置換工藝與操作參數(shù)最優(yōu)化的確定方法,提出了意見和建議。

天然氣管道投產(chǎn)過程中有許多置換方法,其中常采用的是無隔離器氮氣置換。目前,對于氮氣置換混氣規(guī)律的研究還處于發(fā)展階段。以一維對流擴散方程為基礎討論了氮氣置換模型中3種范寧摩擦系數(shù)對混氣規(guī)律的影響,分析了一維模型中各種范寧摩擦系數(shù)適用的條件,同時對氮氣置換過程的二維混氣模型進行了初步論述,并對兩種模型的適用條件進行了比較。

根據(jù)甲烷與氮氣混合氣體在空氣中的爆炸范圍,計算天然氣管道投產(chǎn)時氮氣置換量,以確保氮氣用量既滿足安全性,又符合經(jīng)濟性。

針對輸氣管道投產(chǎn)中氮氣置換主要依據(jù)經(jīng)驗以及存在較大盲目性的問題,采用fluent軟件對氮氣置換過程中氮氣在空氣中的對流擴散情況進行了多工況數(shù)值模擬,分析了混氣長度的影響因素。結(jié)果表明:流態(tài)、背壓、流速、管徑和管長是影響混氣長度的5個因素,其中混氣長度隨著背壓、流速、管徑和管長的增大而增長;與氮氣處于湍流時相比,氮氣處于層流時的混氣長度大,置換時間也長得多;投產(chǎn)時,應盡量放空以減少背壓對管道投產(chǎn)置換的影響。研究結(jié)果可為確定合理的用氮量和現(xiàn)場投產(chǎn)實踐提供理論依據(jù),對于優(yōu)化輸氣管道的投產(chǎn)運行具有指導意義。

依據(jù)擴散基本理論和對流擴散方程建立的對流——擴散模型,推導出混氣長度計算公式。利用fluent模擬軟件對天然氣管道的氮氣置換過程進行模擬,得出各主要影響因素對混氣長度影響的一般規(guī)律。根據(jù)氣體紊流擴散原理,構建天然氣管道投產(chǎn)置換實驗平臺,對不同流速下管道內(nèi)氣體的擴散過程進行實驗研究。通過模擬結(jié)果與實驗結(jié)論的對比,獲得天然氣管道置換過程混氣長度的變化規(guī)律,為天然氣管道投產(chǎn)置換確定合理參數(shù)提供了理論依據(jù)。

憑知識開道，馭規(guī)范前行—————燃規(guī)在線www.***.***歡迎指導 本電子版僅供參考，請購買原書籍作為設計、施工等指導！ xxxx城市燃氣利用工程先期投產(chǎn) 天燃氣管道氮氣間接置換方案 （站場工藝管道部分城市管網(wǎng)） 編制：xxx 校對：xxx 批準： xx輸油氣公司xx城市燃氣項目部 日期：2005年7月30日 憑知識開道，馭規(guī)范前行—————燃規(guī)在線www.***.***歡迎指導 本電子版僅供參考，請購買原書籍作為設計、施工等指導！ 目錄 1工程概況 2編制依據(jù) 3天然氣置換 3.1置換范圍 3.2置換初步方案 3.3所需儀器設備工具 3.4人員安排、職責及物質(zhì)分配 3.5置換前準備 3.6置換實施 3.6.1氮氣置換空氣 3.6.2天然氣置換氮氣 3.7置換的注意事項 4健康、安全和環(huán)境

對天然氣管道投產(chǎn)置換中的置換方式、注氮口的選擇、注氮量（長度）、注氮溫度、注氮壓力、注氮流速控制、引氣放空點選擇等方面問題做了概述，并針對本管道的特點在保證投產(chǎn)置換安全的前提下，在注氮量和注氮長度上作了靈活的調(diào)整。

xxxx城市燃氣利用工程先期投產(chǎn) 天燃氣管道氮氣間接置換方案 （站場工藝管道部分城市管網(wǎng)） 編制：xxx 校對：xxx 批準： xx輸油氣公司xx城市燃氣項目部 日期：2005年7月30日 目錄 1工程概況 2編制依據(jù) 3天然氣置換 3.1置換范圍 3.2置換初步方案 3.3所需儀器設備工具 3.4人員安排、職責及物質(zhì)分配 3.5置換前準備 3.6置換實施 3.6.1氮氣置換空氣 3.6.2天然氣置換氮氣 3.7置換的注意事項 4健康、安全和環(huán)境 5應急預案 5.1天然氣泄漏應急預案 5.2火災與爆炸事故預案 汝陽縣城市燃氣 天燃氣管道置換方案 1工程概況 汝陽縣城市天然氣利用工程經(jīng)過一段時間的緊張施工，目前中壓 管網(wǎng)支線管道工程已基本竣工，lng門站工藝管道施工已完畢，電器、 儀表自動化、scada系統(tǒng)、消防系統(tǒng)未竣工

中烏天然氣管道a線繞行段置換投產(chǎn)需最大程度地將臨時段管道中的天然氣導入a線繞行段管道。對置換和平壓過程進行工藝計算和數(shù)據(jù)模擬,確定投產(chǎn)初始壓力為0.2mpa,天然氣置換流速為5m/s,管內(nèi)天然氣節(jié)流前的溫度約12℃,節(jié)流后的溫度將降至約-31℃。根據(jù)實際置換速率的計算結(jié)果、閥后壓力的變化以及管道、設備的振動情況,調(diào)整手輪總轉(zhuǎn)數(shù)以控制流量。通過分析約束條件、上下游允許的最大停輸時間、平壓作業(yè)的最佳時機,論證了將臨時段內(nèi)的天然氣導入繞行段的可行性。通過對不同置換方式的工程實施方案進行比選,解決了高壓天然氣置換過程中高壓差節(jié)流、置換速率控制的難題,實現(xiàn)了臨時停輸情況下臨時段管道向繞行段管道導入天然氣并最終平壓的置換投產(chǎn)。

天然氣管道的除濕干燥——在天然氣工業(yè)中，防止天然氣管道壓試驗后的水化物聚集和腐蝕越來越重要：本文概述了丹麥用于干燥天然氣管道的干空氣法，并敘述了除濕原理、干燥方法和濕度測量。

應用fluent軟件對天然氣管道的投產(chǎn)置換過程進行了數(shù)值模擬,分別得到了氮氣置換空氣及天然氣置換氮氣時所需液氮量及置換時間隨管道長度、直徑、壓力的變化規(guī)律,該置換規(guī)律的研究為大口徑天然氣管道無隔離器的氮氣置換的生產(chǎn)工作提供了理論依據(jù)。

文章闡述了3種城市天然氣管道置換方法,分析了不同置換方法的優(yōu)缺點,對天然氣管道置換過程中氣體推進流速、注氮量等工藝參數(shù)的確定及過程控制進行了探討,通過合理控制置換過程工藝參數(shù),實現(xiàn)置換工作的安全性和經(jīng)濟性。

文章從城市燃氣供應管網(wǎng)(南昌市燃氣管網(wǎng))實際出發(fā),結(jié)合在參與天然氣置換過程中的實踐經(jīng)驗,淺述了在進行天然氣置換時的方式選擇,置換方案實施步驟及實施過程中的注意事項。

序號管線編號起點終點介質(zhì)設計氣量運行時間標準流量操作壓力實際流量流速范圍選用流速計算管內(nèi)徑選用外徑選用壁厚 x104m3/dhm3/hkg/cm2（a〕m3/hm/sm/smmmmmm 高壓輸配系統(tǒng) 1新場氣田來氣天然氣502420833.33161302.083310~20102151595 2轉(zhuǎn)輸彭州方向天然氣352414583.3316911.4583310~20101791596 3外輸氣去龍蟒化工廠1號線天然氣51050001050010~20101331084 4高壓補低壓天然氣20248333.33310833.3333310~20101721595 5匯氣管502420833.33161302.083310~2010

天然氣管道置換方案 工程名稱：川氣東送長壽至涪陵南川延長線工程 分部工程名稱：水江末站至中鋁調(diào)壓站前 工程編號： 方案編號： 中國鋁業(yè)重慶分公司 2010年7月20日 編制人：高永勝 審核人：楊權平 現(xiàn)場負責人：崔曉東 目錄 一、概述.................................................1 二、依據(jù).................................................1 三、置換范圍.............................................1 四、置換目標.............................................1 五.置換應具備條件.......................................

軸齒園區(qū)天燃氣管道置換施工方案 一．概述： 軸齒工業(yè)園區(qū)a區(qū)天燃氣外網(wǎng)管道（計量站入口至各廠房調(diào)壓箱閥門）已經(jīng) 施工完畢，管線設計壓力0.4mpa，使用壓力0.3mpa，管徑為dn300,管線長度為 3500米。現(xiàn)管網(wǎng)內(nèi)保壓0.52mpa,時間：2013.12.23-----12.26日。 天然氣管道置換工程計劃工期1天。 質(zhì)量標準：含氧量小于3%，由施工方檢測，包含園區(qū)10個支線放散點。 二、工作組成員： 組長：陳洪祥魏忠臣 副組長：徐偉 成員：郭琦瑋鄭樂臣段洪濤趙曉輝于新會趙鳳城 三、置換步驟 1、在園區(qū)軸一路東側(cè)燃氣管網(wǎng)閥門后，用液氮槽車裝載液氮（技術指標≥99.2%）， 經(jīng)汽化器汽化為氮氣（0.6mpa）后，經(jīng)管道減壓器，減壓到0.2mpa，通過高壓膠 管與天然氣管道連接，將氮氣充滿天然氣管道，放散點在乙一路東側(cè)預留位置； 壓力為0.2

天然氣管道氮氣置換技術是天然氣管道在正式投入使用前的一種氣體置換技術,該技術的使用一方面可以避免一些安全隱患,另一方面還可以起到保護環(huán)境的作用。本文就針對天然氣管道氮氣置換技術的置換方法、使用范圍以及該技術使用中的工作參數(shù)確定等方面進行一些研究。

針對天然氣管道施工的投產(chǎn)置換,介紹了幾種置換方法,闡述了它們的工作原理,分析了它們的優(yōu)缺點。

天然氣管道 壓力說明 我公司管道壓力分為：高壓1.6-4mpa（中石油到公司管道），次高壓0.4-0.8mpa（公司到德曼鋼制管道），中壓0.2-0.4mpa（鋼 鐵園區(qū)、營東新城等pe管道）；低壓管道3-10kpa（小區(qū)及工業(yè)用戶）。cng壓力一般為20mpa-25mpa，屬于超高壓。 1mpa=1000kpa，1kpa=1000pa 用氣設備：工業(yè)用戶主要用氣設備為燃氣鍋爐，1噸鍋爐理論用氣量80m3/h，多噸的乘以80的倍數(shù)；設計時需要用戶提供設備 的額定用氣壓力、小時耗氣量、設備數(shù)量。 工業(yè)用戶安裝主要設備：調(diào)壓柜（或cng減壓撬）、流量計（或燃氣表）、燃氣報警器、閥門。 用戶用氣量換算比例：1大卡kcal=4.18千焦kj，1兆焦jm=239.234大卡kcal 公司天然氣熱值標準煤熱值液化石油氣(氣態(tài))熱值電（kwh）

5-1 聚乙烯燃氣管道安裝施工工藝標準 1適用范圍 本標準適用最大允許工作壓力不大于0.4mpa（表壓），工作溫度在-20～40℃的埋地 聚乙烯燃氣管道新建、改建、擴建工程的施工。 2施工準備 2.1材料準備 2.1.1聚乙烯燃氣管材應符合《燃氣用埋地聚乙烯管材》gb15558.1的規(guī)定；聚乙烯管件 應符合《燃氣用埋地聚乙烯管件》gb15558.2的規(guī)定。 2.1.2聚乙烯燃氣管道分為sdr11和sdr17.6兩系列，sdr11系列宜用于輸送人工煤氣、 天然氣、液化石油氣（氣態(tài)）；sdr17.6系列宜用于輸送天然氣。 2.1.3聚乙烯燃氣管出廠時在管身上應印有下列永久性標志，其間距不宜超過2m。 1）“燃氣”字樣或“gas”字樣； 2）原料牌號； 3）sdr； 4）規(guī)格尺寸； 5）生產(chǎn)廠名或商標、生產(chǎn)日期和批號。 2.1.4管材的顏色分為黃色和黑色，黃色表示中壓，黑

中國天然氣管道分布圖