天燃气管道氮气置换
长输管道氮气置换
3．1 回油前准备工作 回油 前 需要 掌握 的管道 资 料包 括 ：管 道 高程 、里 程、埋深、承压能力、穿跨越情况、结蜡、腐蚀、变形、动 火 改造及 维抢修 资料等 。需要确 定 的内容包括 ：回油 方 式 (正 向推 球或反 向推球 )、氮气 源类 型、氮气用 量、 氮气注入压 力、清管器推进 速度及 置换的回收等。 由于置 换 回油 过程为特 殊操作 ，需要制定 详细 的作业 计划与应急预案 。 作业 前需要完 成施工 作业坑 的开挖 、氮 气设备 的 运输 、注氮 装置 的安装 、发射 机与跟器 的试 验 ，以及 截断阀门的内漏测试与维护***等。为了防止作业时 因刮风、跟踪仪受干扰误报 、回油监测 点的管道埋深大 于的接收范围等因素影响跟球效果，而无法及 时准 确判断清管器位置，采用在关键跟点 (如埋深过 深 、穿越河流 位置、管 体存 在变形 位置)管道上 方开挖 作业 坑 ，直至 露 出管 道，安排 人员在坑 内跟 的方式， 确保停球位置 的准 确性。对于管道 内检测报告 中提及 的重 点腐蚀 区域和管 体变形较 严重 的管段，可 能影 响 清管器 的正常通过 ，应在这些 区域设置***监测点。 若 管道结蜡 严重 ，还 需发送钢刷 清管器 对管 内壁 杂质和蜡进行清管作业，防止杂质影响隔离用清管器 的密封情况 。 在实施 过程 中，管道 的停输操作 是一个 关键性 因 素，当清 管器到达 需要停球 位置前 需立 即执 行停输操 作 ，一旦停输滞后或过早 ，会造成清管器越过停球 点或 剩余 回油量增加 ，燃气管道氮气置换氧含量，影 响后 续改造动火 作业 。为 确保该 信 息反馈 的畅通 ，在 作业前 对可能发 生 的移 动手机信 号中断、控制室座机掉线等各种因素进行预想和沟通 演 练 。在停 输前通 过座机 、手机及 星 电话 3种 通讯 方 式同时联络 ，确保信 息的可靠传输 。
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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，管道氮气置换，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，当破损口位置固定，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，(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)，管道置换氮气，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。
长输管道氮气置换
3．1 回油前准备工作 回油 前 需要 掌握 的管道 资 料包 括 ：管 道 高程 、里 程、埋深、承压能力、穿跨越情况、结蜡、腐蚀、变形、动 火 改造及 维抢修 资料等 。需要确 定 的内容包括 ：回油 方 式 (正 向推 球或反 向推球 )、氮气 源类 型、氮气用 量、 氮气注入压 力、清管器推进 速度及 置换的回收等。 由于置 换 回油 过程为特 殊操作 ，需要制定 详细 的作业 计划与应急预案 。 作业 前需要完 成施工 作业坑 的开挖 、氮 气设备 的 运输 、注氮 装置 的安装 、发射 机与跟器 的试 验 ，以及 截断阀门的内漏测试与维护***等。为了防止作业时 因刮风、跟踪仪受干扰误报 、回油监测 点的管道埋深大 于的接收范围等因素影响跟球效果，而无法及 时准 确判断清管器位置，采用在关键跟点 (如埋深过 深 、穿越河流 位置、管 体存 在变形 位置)管道上 方开挖 作业 坑 ，直至 露 出管 道，安排 人员在坑 内跟 的方式， 确保停球位置 的准 确性。对于管道 内检测报告 中提及 的重 点腐蚀 区域和管 体变形较 严重 的管段，可 能影 响 清管器 的正常通过 ，应在这些 区域设置***监测点。 若 管道结蜡 严重 ，还 需发送钢刷 清管器 对管 内壁 杂质和蜡进行清管作业，防止杂质影响隔离用清管器 的密封情况 。 在实施 过程 中，管道 的停输操作 是一个 关键性 因 素，当清 管器到达 需要停球 位置前 需立 即执 行停输操 作 ，一旦停输滞后或过早 ，会造成清管器越过停球 点或 剩余 回油量增加 ，燃气管道氮气置换氧含量，影 响后 续改造动火 作业 。为 确保该 信 息反馈 的畅通 ，在 作业前 对可能发 生 的移 动手机信 号中断、控制室座机掉线等各种因素进行预想和沟通 演 练 。在停 输前通 过座机 、手机及 星 电话 3种 通讯 方 式同时联络 ，确保信 息的可靠传输 。
模型参数
(1)气体计量基准状态：压力 0.103 25 MPa；温度
20 ℃ ；(2)管道无内涂层，粗糙度 30 μm；(3)放空及
破损管道末端压力控制为大气压，取 0.103 25 MPa；
(4)管道总传热系数取 1.75 W/m2·℃ ；(5)干
线管长 30 km；(6)干线管道管径 1016 mm(壁 厚 18 mm)；(7)放空管及注氮管管径 323.9 mm(壁厚
6.5 mm)；(8)氮气置换通过汽化器将液氮罐车中的液
氮转化为氮气注入管道，由于注氮工艺要求的限制，
注氮速度小于 5 m/s，注氮口压力不超过 0.3 MPa。
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