三、燃气直接置换法 此法操作过程是直接将燃气缓慢通人球罐替换出空气， 从而达 到置换目的。 当置换到一定程度时， 从排空管的采样口取样， 通过气相色谱 仪进行分析， 可以确定空气达到预定的置换标准， 置换宣告结束。 此方法的特点是比较简便也较经济， 但是具有一定的危险性。 因为在置换过程中， 球罐里必然要产生燃气与空气的混合气体，管道氮气置换， 并 且要经历---范围。对于纯来讲， 它的---为 5～ 15% ， 再考虑到其混合的不均匀性， 含量 45% 以下均应视为 危险区， 遇火源， 就要发生。为此必须严格控制， 采取各种安全 措施， ---无火种， 才能---渡过其“危险区”。 要---置换过程中，管道 氮气置换， 没有任何火源---这---危险的混会气。 为此进行如下分析: 球罐的检查入孔、接管( 进出气管、排污管) 全部 是封闭的， 不可能由外部投入火种; 球罐封闭前进行了开罐检查、试 压、清扫等工序， 有时还搁置了一段时间，天燃气管道氮气置换， 内部不可能有残留火种; 罐内没有活动部件， 不可能因运动、撞击产生火花; 可能并需要 控制的就是随进罐流“带入”的火种。这种“带人”火种有两种: 一是高速气流会因“摩擦”产生静电。根据暖通资料及管道实际 吹扫经验， 确定将置换球罐用速度控制在 3m/s 以下并采用 流速计或 u 型压力表( 计) 观察球罐升压速度的办法来测量其充气 流速， 用阀门的开度来控制流速( 混气过程中控制阀前的压力要保 持稳定) 。 经上述分析、认识与措施， 说明球罐可用直接“置 换”; 即先少量充气置换后再投入运行。该法必须注意排除其危险 性， 方法较简单， 经济合理。
1试验方法与过程1.1样品选取与处理实验煤样采集于安鹤矿区鹤壁六矿二1煤层，将采集的原煤破碎、研磨和筛分。粒径60~80目的样品用于高压氮气置换和低温液氮吸附实验，粒径80目以上样品用于工业分析实验。工业分析实验按照---gb/t 212-2008<煤的工业分析方法>进行，工业分析结果见表1。从表1可知，鹤壁六矿二1煤层煤样灰分分数和挥发分产率分别为11.34%和16.68%，属于低灰分贫煤—瘦煤。表1工业分析结果table 1 results of proximate ---ysis煤层水分mad/%灰分ad/%挥发分vdaf/%固定碳fcad/%二1 0.79 11.34 16.68 73.291.2低温液氮吸附实验为探究高压氮气吸附过程对煤中孔隙发育规模和结构的影响，在高压氮气置换实验前、后分别对煤样进行了低温液氮吸附实验，2种煤样的编号分别为hbq和hbh。测试仪器为asap2020比表面积测定仪，分别利用bet、t模型，计算分析1.14~300 nm孔径段孔容和比表面积的发育规模及其孔径分布情况。实验温度为高压氮气置换实验高压氮气置换实验采用iso-300等温吸附解吸仪。实验前首先使用精密天平准确称量和记录60~80目的煤样，按照要求装入样品缸，接着进行仪器的气密性检查和自由体积测定，然后按照实验方案进行高压氮气置换实验，实验温度为25℃。实验过程分为3个阶段:吸附阶段、高压注入氮气阶段和解吸阶段。吸附阶段设有6个目标压力点，注入氮气阶段设有2个目标压力点(8 mpa和10 mpa);解吸阶段设8个目标压力点。每个压力点平衡时间不少于12 h。2试验原理与分析结果2.1等温吸附实验图1为整个实验过程的吸附–解吸曲线，其包括了吸附、注入氮气置换、混合气体解吸三个阶段。基于不同压力下ch4的吸附量和langmuir方程计算得出煤样的langmuir体积为
1.2.1 工作原理
若碰口作业段管道两端的线路截断阀均存在内漏
现象，采用传统氮气置换方法，在置换过程中内漏的天
燃气和氮气发生混合，燃气管道氮气置换，无法---氮气置换---，动火作
业安全风险---。通过对中间注氮的可行性分析，陕
西省股份有限公司研制了一种用于管道
置换的不动火开孔注氮装置[6]。
该装置在管道下周设置两个可拆卸的、与管道管
径相匹配的 u 形卡，u 形卡上部的直杆端固定有平台
形的支架，支架与管道间设置密封弧块，支架和密封弧
块上均开设有上大下小的同心台阶孔；支架边缘设置
凸出部分并固定有防爆台钻，防爆台钻上设置的进口
开孔钻中心与支架和密封弧块上的同心台阶孔中心重
合，在管内压力低于 500 pa 时，2 min 内实现不动火开
孔，开孔完成后，安装一螺纹阀门，与注氮软管 5 min
内实现注氮连接，由管道中间分别向两端进行氮气置
换，---了动火碰口点不带，管内形成较长段的
氮气气封与内漏的隔离。
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