工艺操作步骤
传统注氮置换方法的工艺操作步骤(图 1)如下:
(1)关闭甲、乙站场(阀室)线路截断阀 01、11,放
空阀 02、13;打开放空阀 03、04、12、14 对管内放
空至微正压,关闭放空阀 04、14。 (2)在甲站场(阀室)注氮阀 05 处注入氮气,打开
乙站场(阀室)放空阀 14 进体排放,并在放空阀
12 前压力表接口处进行可燃气体检测,当浓度
低于下限的 25%时,持续检测 10 min,若无异常,
停止注氮。
(3)在碰口点 a 和 b 处无火花打孔检测可燃气体
含量,当浓度低于下限的 25%时,确认管
内已全部置换合格,关闭放空阀 03、12、14。 (4)对碰口点 a 和 b 处管道进行动火切割,并对
碰口点 a 的上游和碰口点 b 的下游管内放入橡胶隔
离球(充入瓶装氮气)和黄油墙进行封堵,进行新旧管
道碰口焊接施工。
(5)焊缝拍片检测合格后,在恢复生产置换
时,由于隔离球至站场(阀室)之间封存有氮气,采用天
燃气置换加氮气隔离的气推气置换技术将新建管道内
空气置换干净[5],后续进行清管作业将隔离球清出。
中间注氮置换方法
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---、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 各组分彼此独立;系统置换安全;技术操作难度低 氮气需求量大,费用高;受地形等因素影响大,易增加混气长度 无隔离器氮气置换 与空气隔离,管道置换氮气,安全;速度易控、操作简单、费用低;受地形及管道安装影响小;有利于保持管道干燥程度 管道每个区域没有相对的独立性;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 比较经济;清管器能清除管线内污物;便于了解管线内部的实际情况 不易操作,操作复杂; 危险系数较高,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,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
2.2 单/双端注氮工艺总注氮时间规律及工艺优化
在单端注氮选择远端注氮工艺的情况下,单端注
氮工艺与双端注氮工艺对总注氮时间的影响仍与破损
口当量直径及位置相关,因此需要根据破损口当量直
径及位置优选单/双端注氮工艺。
2.2.1 破损口当量直径对单/双端注氮工艺总注氮时间
的影响
基于sps模型模拟计算,燃气管道氮气置换氧含量,当破损口位置固定,管道氮气置换,破
损口直径对单/双端注氮工艺总注氮时间的影响如图 6
所示,其中破损口与注氮阀室的距离在双端注氮工艺
中指的是破损口与远端注氮阀室间的距离。
由图 6 可知,管道氮气置换,(1)当破损口位置一定时,单端注氮
工艺总注氮时间随破损口当量直径的增大而增大,而
双端注氮工艺总注氮时间则随破损口当量直径的增大
而减少;(2)同一破损口位置下,单端注氮工艺总注
氮时间曲线与双端注氮工艺总注氮时间曲线存在交点
(即临界破损口当量直径),当破损口当量直径大于临
界直径时,双端注氮工艺总注氮时间较短,应选择双
端注氮工艺;反之,则应选择单端注氮工艺。
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