近几年，随着社会经济和地方建设的快速发展，每年为了避让各类建设项目需改
线的作业多达 10 余次，在进行新旧管道动火碰口作业
时，一般采用停输带气微正压、停输置换不带气及---
输带压封堵 3 种碰口作业方法[1]。由于停输带气微正
压作业安全风险大，---输作业施工组织复杂[2]，加之
费用高，在计划性停输碰口情况下，优先选用高纯度氮
气（***99％）将管内置换合格进行不带气动火施
工。采用传统氮气置换方法，因线路截断阀一般与输
气管道埋地全焊接连接，若存在内漏现象，无法实现加
盲板隔离置换---，动火碰口点存在带实施的
安全风险。陕西省股份有限公司在不断总结置
换工艺的基础上，采用中间注氮置换方法，有效---了
线路截断阀内漏带来的作业风险。
1 中间注氮方法与传统方法的对比
1.1 传统注氮置换方法
1.1.1 工作原理
关闭作业段管道两端的线路截断阀，对碰口作业
段管道内进行点火排放，当管内压力达到微正
压（285～1 177 pa) 范围时，停止放空，将液氮罐车、低
温液体泵、汽化器通过高压软管与站场（阀室）预留注
氮阀门连接好，打开阀门注入氮气，在另一站场（阀室）
打开放空阀排放，并在压力表接口处和碰口点打孔用
可燃气体分析仪持续检测管内含量，当浓度小
于下限的 25％时认为置换合格，才能动火
近年来，管道运输建设在我国的发展非常迅速，管道氮气置换，在此发展过程中长输管道的安全投产置换问题---。据研究，为---管道置换过程的操作安全，通常选择氮气把输气站及管道内的空气置换出去，天燃气管道的氮气置换，因为空气中的含量很容易达到一定---发生[1，2]。投产置换的关键是怎样有效、科学、安全和经济的把空气从管道中置换出去。当前---对混气段规律的研究较少，有关行业对其也没有明确的规范要求，置换投产的操作过程都多凭经验，在这个过程当中存在很大的盲目性，长输管道氮气置换，造成了人力、物力及成本的浪费。在本文中模拟了管道投产置换过程，模拟出了混合气体在氮气置换过程中的影响规律，该模拟结果可以---的运用于实践，为安全生产带来---效益。1数值计算1.1计算模型长输管道投产氮气置换过程涉及到氮气的流动、氮气与空气的混合以及氮气推动空气流动，也就是氮气在空气中的对流扩散过程。多相流模型中的混合物要求两相中只能有一相是可压缩的，且不能模拟多相之间的混合流动和反应流动，所以混合模型不合适。通过对各类物质的对流、扩散和反应源的守恒方程的求解，可用fluent来模拟物质的混合和运输[3，4]，因此采用化学反应模型中“组分运输模型”(即在不发生化学反应的情况下计算组分之间的相互参混过程)作为长输管道投产氮气置换的计算模型。1.2网格划分长距离管道氮气置换过程中，重力对混合气的影响较小，重力对轴向截面水平方向的影响可以忽略不计，所以本文中fluent的模拟过程是二维模拟，计算区域用gambit软件进行网格划分。二维网格的划分可以使用三角形网格(tri)和四边形网格(quad)，由于在两种网格的步长几乎相同的条件下，两种网格在解的度、
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， 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， 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， 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，管道氮气置换， 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。
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