然气管道投产过程中有许多置换方法，其中常采用的是无隔离器氮气置换。目前，管道氮气置换方案，对于氮气置换混气规律的研究还处于发展阶段。以一维对流扩散方程为基础讨论了氮气置换模型中３种范宁摩擦系数对混气规律的影响，分析了一维模型中各种范宁摩擦系数适用的条件，同时对氮气置换过程的二维混气模型进行了初步论述，并对两种模型的适用条件进行了比较。 关键词 氮气置换 一维模型 范宁摩擦系数 二维模型 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－３４２６．２０１２．０５．０２１ 置换过程是管道投产的关键技术，其技术难点在于安全、、科学、经济地将管道内的与空气进行隔离，以防止形成性混合物。虽然，近几年国内管道相继建成投产，但是对置换工艺技术尚没有进行系统的研究，相关技术规范也没有提出明确的要求。国外文献资料中也缺乏置换工艺技术相关的研究成果，因此对置换过程中混气规律的研究显得越发重要［ １］。科学认识混气过程，合理确定混气模型在置换过程中起着举足轻重的作用。 １常用置换方案 管道投产过程中常用的置换方法有加隔离器氮气隔离置换、不加隔离器氮气隔离置换和加隔离器无氮气置换３种［２－４］。清管器在管内运行阻
3．2 注氮 注意 事项 由于氮 气可 使人 窒息，在作 业现场 液氮车 与氮气 车应按 照危 化品和压力容器设备管理要求摆放 。对 于 液氮源，接触液氮时应进行多方面的有效防护；注入氮 气 前应---氮气注入 的连接管道和氮气排 放的放空管 道牢固 ，防止氮气压 力不稳造成伤害 ：氮气 连接 设施要 进行试 压，还应 配备检 测仪器 ，防止氮气 泄漏 ，如 试压 过程 中发现注 氮管道 有漏 点，应 等到 设备恢 复到常温 且现 场含氧 量达标 后方可进 行紧 固或维修 ，禁止低 温 状态下拆卸注氮管道u引。 注氮过程中，通过氮气注入端的精密压力表、温度 计 ，及 时观 察氮 气注 入压 力 和温 度变 化情 况 ，防止注 入压力造成管道，氮气注入温度应控制 在 5～ 10℃，防止注入 管道 内的氮气温度过低 ，造成管 体温度 下 降，导致金属材 料金相 改变而 发生焊缝 冷脆 开裂 。管道 下游 注入 连通管道上安装超声波流量 计 ，用 于计量 回油过程 中 的流量 。回油过程 中与 各 个监测 点保持 通讯联络 ，及时掌 握 回油 清管器 的运 行位置 。当回油清 管器推 进至 管道末端 附近 时，应根据 现 场 情况 降低氮气 的注入 压力或停 止注入氮 气 ，利用 管 道 内的余 压推动 回油清 管器行进 ，控制 回油清管器 推 进速度 ，防止其进入收 (发)球筒时瞬 间冲击压力过大 。 当末 端接器报 警确 认 回油清 管 器进 入 收 (发)球筒 后 ，立 即关 闭收 (发)球筒 阀门，对油 品与氮气进行有效 切割 ，防止 回油氮气进入运行管道或储罐 内，对其造 成 冲击破坏 。 3．3 放空管道 的设置 回油结 束后 ，应 对管道 内的氮 气与可燃 气体 混合 物进 行放空排放 。根据 gb50251—2015<输气 管道 设 计 规 范>，放 空 管管径 一般 为干 线 直径 的 1／3～1／2，且 放 空管道 应 比临近设备 、构筑物高 出约 2m 并 固定 ，燃气管道氮气置换，因 此采 用高架 式排放 管，并设置 --- 的防雷静 电接地和 阻火装置u 。 放空 排气 时气 体 中掺 有大量 油雾 ，排 出的油雾落 在 放 空 点周 围形 成 污 染 ，增 加 了后 期 处 置 工作 。可 对 放 空 管 安装 除 液 装 置 ，解 决排 气 带 出 的油 雾 污 染 问题 。
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，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，天燃气管道氮气置换，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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