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，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，管道氮气置换，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
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，燃气管道氮气置换，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，管道置换氮气，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
应急抢修中氮气置换sps模型
根据sps建模流程[9-11]，单端注氮sps模型如图
3 所示，整个管段设置阀室 2 座。由于在事故抢修工
况下上下游管道均通过阀室截断，故在模拟氮气置换
过程时，管道氮气置换方案，上下游阀室通过截断阀(b_jdf1、b_jdf2)
截断气源进出。注氮阀室通过注氮管线模拟注入氮
气，通过注氮口(e_n2_1)进行流量和压力控制。放空
阀室通过放空管线模拟放空，放空口(e_fk)采用大
气压力和声速---控制放空流量。通过控制模拟节流
阀(mooe_1)的开度来模拟破损口当量直径，末端(e_
p5)采用---压力和声速---控制泄漏流量。
双端注氮sps模型如图 4 所示。氮气置换过程中
注氮阀室上下游管线均通过截断阀(b_jdf1、b_jdf2)
截断。两端阀室均通过注氮管线模拟注氮，通过注氮
口(e_n2_1、e_n2_2)进行流量和压力控制。破损口
通过控制模拟节流阀(mooe_1)的开度来模拟破损口
当量直径，末端(e_p5)采用---压力和声速---控制
泄漏流量。
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