浅谈天然气管道投产中气推气置换法

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【摘要】伴随近年来城市化的不断推进，经济产业的不断发展，人们的生活生产过程中，对于天然气的使用需求越来越大，由此也为国家天然气生产带来了相应的压力。我国针对天然气资源的生产开发做出了诸类努力，天然气管网的架设埋敷便是一良好的见证。同时在多年来天燃气管道敷设中，也积累下丰富的生产经验方法。本案以天燃气管道作业中的气推气置换法为例，系统分析了在气推气置换方法运用中，应注意的相关事项及具体实施方法策略。

【关键词】天然气管道；投产作业；气推气置换；方法；分析探究

Abstract accompanied urbanization in recent years continuously push forward the continuous development of Economy, Trade and Industry, the people's life and production process, the use of natural gas demand is growing, and thus also the pressure for national natural gas production. Our made ​​categories efforts to the production and development of natural gas resources, the erection of the natural gas pipeline network buried dressing is a good witness. Over the years natural gas pipeline laying, also accumulated a wealth of experience in the production method. Case to the natural gas pipeline operations, gas push gas displacement method, for example, systems analysis, should pay attention to matters related to the use of the gas push gas replacement method and specific implementation methods and strategies.Key words gas pipeline; put into operation; the gas push air replacement; method; analysis inquiry

中图分类号：TE8

天然气的置换，囊括了输气站场与输气管道两个部分。在我国较早投入生产使用的天然气管道多采取了具有隔离球的应用方案，这一方案虽然具有其自身的优势，但整体而言仍就存在着相应的不足，同国外天然气输气管道构建中，所提倡运用的气推气方法相比较而言，仍存在着较大的差距。我国现阶段也有部分管道投产作业中运用了气推气置换方法，但因方案组织过于局限，所取得效果不甚显著，因此在当前做好该方法的研究，对于我国天然气行业的发展而然，存在着客观的必然意义。笔者根据自身多年的天然气行业工作经验，就天然气管道投产中，所运用的诸置换方法进行了对比分析研究，旨在为天然气工作同仁提供相关的借鉴思考。

隔离球置换法与气推气置换法的优劣势对比分析

（一）隔离球置换法的优劣势分析

隔离球置换法通常适用于平坦地势中，管径全线趋于一致的管道，能够在一定程度缩减混气段的长度，起到把空气同天然气相隔离的实际效果。但若是管道的内部存在着杂物或者弯头焊接方面不够理想，抑或隔离球的选择不够恰当时，那么便很容易发生卡球的现象，从而使混气段变得更长，甚至无法推出隔离球，严重影响到整体的投产的进程，因而存在着较高的风险性。在投产前应当至少做好2次全线的通球扫线，以便于对管道的过球能力及整体质量做出检查，基于此情况下，方能够作隔离球的置换作业。

其次隔离球置换法的操作流程较为复杂，很多时候为了缩小因清管器方面磨损而造成的泄漏影响问题，有效的降低混气段的长度，在管线内即可能同时安装三至四个清管器工作运行，因而所消耗的人财物力也相应较多，但是该方法下的管道置换过程较为安全，利于管线内部杂物的清除。另外因隔离球方面的摩擦阻力受到管线局部的变形及管内污物和管内焊接粗糙度与地形变化起伏等情况的影响，导致对隔离球在运行时的速度、状态等方面，无法作出准确的测算，同时清管器在运行时候快慢不定，也造成了很多难以预见的因素出现。

（二）气推气置换法的优劣势分析

气推气置换方法，与隔离球法相比较而言更易于实际的操作，从而有效降低了上下统一协调的难度，节省了跟踪仪与隔离球的整体费用，但是在其置换的时候应当严格就工期的压力及气体的流速做出控制，在注氮量达到前提要求的情况下，天然气的置换安全性即可得到有效保障。因此在管径缺乏统一与地势整体起伏较大的地区，应优先采取气推气置换方法，这样一来即不会产生因隔离球整体运行速度难掌握控制，而致使卡球与混气段过长所造成的风险因素。同时在注氮量相同时，气推气置换方法较隔离球法而言，更能够提供较长的惰性气体隔离段，有效减少了因为无隔离球所出现较长混气段的投产风险。另外气推气置换法杜绝了因隔离球堵卡及密封性不够严密，而造成的隔离球管内滞留风险，利于管道置换整体进程的掌控。同隔离球方法相同，气推气置换法在进行置换前，也需要进行至少1次全线的清扫工作，扫线的具体次数，视管线的脏污度及施工质量而定，以此来检查管线的通球能力及施工质量。

二、气推气置换方法的具体实施分析

（一）确定置换的顺序

上文中已讲天然气的管道置换主要包含了站场与线路两个部分，通常是遵循了先干线、后支线，最后为输配气站场的形式。对于置换顺序方面的选择敲定，应当根据天然气整体外输系统，包括站场布局工艺及外输管道布局进行综合考虑，置换顺序的确定同时，要选择好良性的排空口与注氮口，通常对注氮口的选择，多在气体处理站发球筒排污口与输气首站和其它的管口处，对于排气口的选择多为末站的进站放空管线处。于此基准之上，来进行放空气体的含氧量检测位置确定。

（二）注氮点、量及注氮温度方面的确定

1、注氮点方面的确定。自注氮作业方面的投资而言，其置换所用的氮气费用相应较小，消耗较大的是注氮用车台班费用。因而在置换的方案中，应当把握注氮点数量应愈少愈好。这样以来也能便于整体的协调指挥操作，在相应层次上降低生产投入成本。

2、注氮量方面的确定

输气管线注氮量，整体纳含了注氮期整体的混气量及氮气段全线通过混气量、与沿线阀室战场的换用氮量和氮气抵达末站的剩余量四个部分。首先从注氮期而言，该期间最容易出现混气，因而对于注氮速度存在相应要求，从理论计算来看相应复杂，通常在该阶段会选取注氮总量的五分之一。其次为氮气段经过全线时的混气量，在天然气进行气短的推动前进时，氮气与天然气、空气与氮气彼此之间会出现混合，从而致使氮气段出现减量的情况，依据经验通常会取总管容量的五分之一。对沿线阀室及站场置换所用氮气总量分析可知，每一阀室的平均氮气置换总量为10立方米，每座分数站点的平均氮气置换总量为150立方米。再者氮气段在经过各阀室及分输站点之后，应保障到达末站时候仍可存在相应剩余量，该剩余数量应相当于自0.2兆帕、5摄氏度状态下，充满5千米管道的体积量。

3、注氮温度方面的确定

可采取液态的氮气进行置换，因为液态的氮气温度相应较低，为了保障管道的材质不至损坏，因而需要对液氮做出加热气化处理，良性控制氮气进入管道前的温度趋于5摄氏度到10摄氏度之间。

（三）天然气的推进速度确定

作天然气的置换时，为促使混气量的最小化，应当最大化预防气体流态的层流化，因为在此流态下，一类气体锲头会大量的进入到另一类气体内，从而造成大量的混气。为了控制混气数量，在理查德1级系数时，对天然气--氮气的置换要求是2.07m/s,氮气置换空气的整体速度要求为0.59m/s。在实际的置换中，天然气到氮气段与氮气到空气段置换的流速基本是相同的，为了保证混气段趋于最小，在置换的时候，天然气向氮气置换再到空气段的置换速度不能够小于2.07m/s，在置换时气体的流速应小于5m/s,以便于减轻管内杂质对管道产生冲蚀。

（四）投产方案编制及组织实施

为了确保投产顺利的开展进行，应在优化各项技术准备工作的前提下，作出规范投产方案的编制。其具体要从工程的概况及投资管理小组与必要条件和投产准备及程序步骤、安全、消防、事故预案等环节着手进行。其次在投产方案编制完成后，应当由投产小组作出科学的审核，以统一的指挥协调，在投产过程中予以执行，同时应当作出以下几个方面的把握：逐步逐项的对投产置换必备条件进行确认，同时落实气源，确认现场工程中是否存在问题，并良好解决，以确保符合进气条件。其次检查各类安全措施是否到位，对各施工单位作出技术交底，并成立投产维护小组，以备随时调用，最后对各环节人员、物资等方面，检查是否到位，通过诸类方法措施来确保天然气管道投产置换作业的深层次开展。

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