天然气管道施工的投产置换
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求 。见示意图 １ 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直接置换 法是用天然气输入 新建管道 内直接置换 管内空气 。操作 方便、迅速 ， 在 新建管道与原有 天然 气管道连通后 ，利用天然气 的工 作压力直接排 放管 内空气 ，当管道 内天然气含量达 到合格 标准后 ，即 可正式使用 。天然气置换过程 中 ，由于清管器本身 的磨损 ，仍然会有 些许天然气泄 漏到空气 中的现象 ，如果空气 中的天然 气含 量较高 ，就 可能 出现危 险状况 ，例 如 ，若空气 中含有 ５ ％一 １ ５ ％ 的天然气 ，则可能 出现爆炸现象 。因此 ，使用该方法 置换 空气还存在一 定的危 险性。
３ 隔离惰性气体置换 方法 的优缺点分析
３ ． １ 加隔离器
优点：（ １ ） 利用清管器可以将管道中的污渍清楚；（ ２ ） 可 以将空气 、 氮气 和天然气利用拥有收 发球功能的战场进行再次 隔离 ，从而确保管
道 运 行 的安 全 性 。
缺点 ： （ １ ）氮气 和天然 气容易 出现泄漏 的现象 ，并且 因清 管器
０ 引言
天然气 氮气 空气 天然气 管道在使用之前不仅 需要检修 ，为 了避 免管道 内的空气与 天然气混合 而发生爆炸事件 ，还 应该采用惰性气体将 输气站和管道 内 图 ２ 不加隔离器隔离氮气置换示意 图 的空气进行 置换 。在置换 惰性 气体时利用的化 学元素是氮气 ，而管道 置换合格的标志则是惰性气体 中的空气含 量小于气体含量的 １ ／ ５ 。 （ ２ ）用液氮车 （ 或其他氮气发生装置）将 高纯度 氮气 （ ≥９ ９ ％） 般而言 ， 天然气管道置换主要有简介置换和直接置换两种方法 ， 从 首站注入管线 内 （ 正 常 情 况 下 ，氮 气 进 入 管 线 的 压 力 一 般 为 其中 间接置换 法包括整体惰性气 体置换和隔离惰性气 体置换两种 ，而 Ｏ ． ０ ２ Ｍｐ ａ ）； 隔离惰性气体置换则包括 隔离器置 换和不加隔离器置换两种 。 （ ３ ）一般而 言 ，如果氮气到达管 内的距离达到 ５ － ６ 千米 时，再 向 首站 （ 起点 ）发球 筒内注入 天然 气推着 氮气前进 ；
工 程 技 术
柬工案 抛术
５ ９
天然气管道施工的投产置换
王 辉
（ 中石化胜 利油建工程有限公司 ， 山东 东营 ２ ５ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：针对 天然气管道施工的投 产置换，介绍 了几种置换方法 ，阐述 了它们 的工作原理 ，分析 了它们 的优缺 点。 关键词 ：天 然气；管道；置换
受到地形和管道安装等 因素 的影 响。 注意的 问题：（ １ ） 在置 换之 前， 尽量保 证管道和清管器的干净；（ ２ ） 在置换 准备 工作中注重实 际置换 中天然气的供气压 力 ， 尽 量将管道 内 的气 体流速 控制在 ３ — ５ 米 每秒 ； （ ３ ）置换时要 注意检 测氮气及 天然 气到达 的位 置 ，计算管道 内纯氮 气段的大小 ，保持天然气与 空气之 间 图１ 加 隔离器 隔离氨气 置换 示意图 的距 离 ，以确保投产 安全 ； （ ４ ）最 后 ，在置换 之前还 需要对氮 气量 ２ ． １ － ２ 置换 步骤 进行估 计 ，防止实 际置换 中出现不必要的浪费 。如果 管道 段较长 ，则 （ １ ）为了装入 首个清管器 ，应放空首站的发球筒 ； 可 以利用分段置换 的方法 。 因此 ，在地形复杂和地势高 低交错且弯头较多 的天然 气长输管道 （ ２ ）将高纯 氮气注射到首站 ，使清管器 向前推进 ； （ ３ ）一般 来说 ，如果氮气到达管 内的距 离达到 ５ － ６ 千米时 ，便可 置换 中 ，应采用不加 隔离器 置换方式 ，为了降低推 动清管器前进 的压 以在 发球筒中安放第二个清管器 ； 力 、减 少清 管器的磨损情况 以及避免清管器前后气体之 间发生串气现 （ ４ ）在收球筒 准备 接收首个清管器时 ， 则应关 闭收球 筒的前阀 ， 象 ，应通过气体之 间的直接接触实现置换 。 在停止供气 的情况即可对清管器进行接收 。 结 论 （ ５ ）做 好第 二个清管 器 的接 收准备 ，接收 完成之后便 可 以将流 ４ 程倒成 正式的投产流程 ，进行正式生产 ， 若不 投产 ，则应关 闭管 线梁 （ １ ）从实际情况出发 ，根椐不 同的情况选择最佳 的置换方法 ； 端 的阀门。 （ ２ ）置换时合理控制管道 内气体流速 ； ２ － ２ 不加隔离器隔离氮气置换 （ ３ ）置换 前粗 略确定所 需氮气 量 ，以免浪 费或 出现氮气不 足 的 ２ ＿ ２ Ｊ １ 工作原理 情况 。 不 加隔离器 的置 换工艺 ，应首先将 一定 量的氮气射入 到管道的下 游 ，然 后再开启和关 闭阀 门的帮助下 向管道 内直接射入天 然气。见示 参考 文献： 意图２ 。 ［ １ ］Ｓ Ｙ ／ Ｔ ６ ２ ３ ３ —１ ９ ９ ６ 天然气管道试运投 产规 范 【 ｓ 】 ． ２ ． ２ ． ２ 置换步骤 ［ ２ １ 姚 光镇 ． 输 气 管道设 计与 管 理 ［ Ｍ ］ ．山东：石 油 大 学 出版 社 （ １ ）将 出站 阀开启 ，再把下站的放空 口打开 ； １ ９ ９ １ ．
一
１ 直接 置换法
容 易遭 受磨损 ，使得 清管器 在阻隔 工作中起 不到 良好 的作用 ； （ ２ ） 在气体置换 时难以有效控制 。由于在气体置换中清管器运行 速度 不稳 ２ 间接置换 法 定 ，容 易造成 清管器 的磨损 ，从 而产生较 多 的安全隐患 ； （ ３ ）在 置 间接置换法是用 惰性气体 （ 常用氮气 ）先将管 内空气置 换 ，然后 换过程 中需要 大量的氮气 ，一方面 是因为置换时可能 出现较严重 的泄 再输 入天然气置换 。优点是安全可靠 ，缺点是费用高 昂，故 一般很少 漏 ，另一方 面是为了避免清 管器在 管道内发生碰撞 ，所 以必 须将隔离 采用 整体氮气置换 。 时 间设置 的相对较长 ； （ ４ ）如果在相对 复杂 的地形 中利用这种置 换 ２ ． １ 加隔离器隔离氮气置换 方法 ， 则可能出现清管器停滞的问题 ， 由此还会 加大置换 的难度 ； （ ５ ） ２ ． １ ． １ 工作原理 若在天然气 已经进入管道 内，而清 管器出现卡住 问题 ， 那 么将会耗费 具体操作流程 是 ：在首站发送 ２ 个 中间夹带高纯度氮气 隔离段的 巨大 的人力和物力解决此 问题 ，并且解决起来具有较大 的难度 。 清管 器置换管道段 内的空气 ，在传送 中利用 监听器监 听清管器 的到达 ３ ． ２ 不 加隔离器 时间 ，然后对气体 到达靖 管站和分输站 的时间 以及管道 内的气体 浓度 优点： （ １ ） 各混气段长度都 比较稳定 ， 而且都保持在 ４ ． ０ ｋ ｍ 以内； 进行 监测 ，最后将这 些监测 内容记录下 来 ，确保置换效果达 到标 准要 （ ２ ） 由于置换 过程运行相对稳 定 ，控制起来则非 常容 易 ； （ ３ ）不易
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直接置换 法是用天然气输入 新建管道 内直接置换 管内空气 。操作 方便、迅速 ， 在 新建管道与原有 天然 气管道连通后 ，利用天然气 的工 作压力直接排 放管 内空气 ，当管道 内天然气含量达 到合格 标准后 ，即 可正式使用 。天然气置换过程 中 ，由于清管器本身 的磨损 ，仍然会有 些许天然气泄 漏到空气 中的现象 ，如果空气 中的天然 气含 量较高 ，就 可能 出现危 险状况 ，例 如 ，若空气 中含有 ５ ％一 １ ５ ％ 的天然气 ，则可能 出现爆炸现象 。因此 ，使用该方法 置换 空气还存在一 定的危 险性。
３ 隔离惰性气体置换 方法 的优缺点分析
３ ． １ 加隔离器
优点：（ １ ） 利用清管器可以将管道中的污渍清楚；（ ２ ） 可 以将空气 、 氮气 和天然气利用拥有收 发球功能的战场进行再次 隔离 ，从而确保管
道 运 行 的安 全 性 。
缺点 ： （ １ ）氮气 和天然 气容易 出现泄漏 的现象 ，并且 因清 管器
０ 引言
天然气 氮气 空气 天然气 管道在使用之前不仅 需要检修 ，为 了避 免管道 内的空气与 天然气混合 而发生爆炸事件 ，还 应该采用惰性气体将 输气站和管道 内 图 ２ 不加隔离器隔离氮气置换示意 图 的空气进行 置换 。在置换 惰性 气体时利用的化 学元素是氮气 ，而管道 置换合格的标志则是惰性气体 中的空气含 量小于气体含量的 １ ／ ５ 。 （ ２ ）用液氮车 （ 或其他氮气发生装置）将 高纯度 氮气 （ ≥９ ９ ％） 般而言 ， 天然气管道置换主要有简介置换和直接置换两种方法 ， 从 首站注入管线 内 （ 正 常 情 况 下 ，氮 气 进 入 管 线 的 压 力 一 般 为 其中 间接置换 法包括整体惰性气 体置换和隔离惰性气 体置换两种 ，而 Ｏ ． ０ ２ Ｍｐ ａ ）； 隔离惰性气体置换则包括 隔离器置 换和不加隔离器置换两种 。 （ ３ ）一般而 言 ，如果氮气到达管 内的距离达到 ５ － ６ 千米 时，再 向 首站 （ 起点 ）发球 筒内注入 天然 气推着 氮气前进 ；
工 程 技 术
柬工案 抛术
５ ９
天然气管道施工的投产置换
王 辉
（ 中石化胜 利油建工程有限公司 ， 山东 东营 ２ ５ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：针对 天然气管道施工的投 产置换，介绍 了几种置换方法 ，阐述 了它们 的工作原理 ，分析 了它们 的优缺 点。 关键词 ：天 然气；管道；置换
受到地形和管道安装等 因素 的影 响。 注意的 问题：（ １ ） 在置 换之 前， 尽量保 证管道和清管器的干净；（ ２ ） 在置换 准备 工作中注重实 际置换 中天然气的供气压 力 ， 尽 量将管道 内 的气 体流速 控制在 ３ — ５ 米 每秒 ； （ ３ ）置换时要 注意检 测氮气及 天然 气到达 的位 置 ，计算管道 内纯氮 气段的大小 ，保持天然气与 空气之 间 图１ 加 隔离器 隔离氨气 置换 示意图 的距 离 ，以确保投产 安全 ； （ ４ ）最 后 ，在置换 之前还 需要对氮 气量 ２ ． １ － ２ 置换 步骤 进行估 计 ，防止实 际置换 中出现不必要的浪费 。如果 管道 段较长 ，则 （ １ ）为了装入 首个清管器 ，应放空首站的发球筒 ； 可 以利用分段置换 的方法 。 因此 ，在地形复杂和地势高 低交错且弯头较多 的天然 气长输管道 （ ２ ）将高纯 氮气注射到首站 ，使清管器 向前推进 ； （ ３ ）一般 来说 ，如果氮气到达管 内的距 离达到 ５ － ６ 千米时 ，便可 置换 中 ，应采用不加 隔离器 置换方式 ，为了降低推 动清管器前进 的压 以在 发球筒中安放第二个清管器 ； 力 、减 少清 管器的磨损情况 以及避免清管器前后气体之 间发生串气现 （ ４ ）在收球筒 准备 接收首个清管器时 ， 则应关 闭收球 筒的前阀 ， 象 ，应通过气体之 间的直接接触实现置换 。 在停止供气 的情况即可对清管器进行接收 。 结 论 （ ５ ）做 好第 二个清管 器 的接 收准备 ，接收 完成之后便 可 以将流 ４ 程倒成 正式的投产流程 ，进行正式生产 ， 若不 投产 ，则应关 闭管 线梁 （ １ ）从实际情况出发 ，根椐不 同的情况选择最佳 的置换方法 ； 端 的阀门。 （ ２ ）置换时合理控制管道 内气体流速 ； ２ － ２ 不加隔离器隔离氮气置换 （ ３ ）置换 前粗 略确定所 需氮气 量 ，以免浪 费或 出现氮气不 足 的 ２ ＿ ２ Ｊ １ 工作原理 情况 。 不 加隔离器 的置 换工艺 ，应首先将 一定 量的氮气射入 到管道的下 游 ，然 后再开启和关 闭阀 门的帮助下 向管道 内直接射入天 然气。见示 参考 文献： 意图２ 。 ［ １ ］Ｓ Ｙ ／ Ｔ ６ ２ ３ ３ —１ ９ ９ ６ 天然气管道试运投 产规 范 【 ｓ 】 ． ２ ． ２ ． ２ 置换步骤 ［ ２ １ 姚 光镇 ． 输 气 管道设 计与 管 理 ［ Ｍ ］ ．山东：石 油 大 学 出版 社 （ １ ）将 出站 阀开启 ，再把下站的放空 口打开 ； １ ９ ９ １ ．
一
１ 直接 置换法
容 易遭 受磨损 ，使得 清管器 在阻隔 工作中起 不到 良好 的作用 ； （ ２ ） 在气体置换 时难以有效控制 。由于在气体置换中清管器运行 速度 不稳 ２ 间接置换 法 定 ，容 易造成 清管器 的磨损 ，从 而产生较 多 的安全隐患 ； （ ３ ）在 置 间接置换法是用 惰性气体 （ 常用氮气 ）先将管 内空气置 换 ，然后 换过程 中需要 大量的氮气 ，一方面 是因为置换时可能 出现较严重 的泄 再输 入天然气置换 。优点是安全可靠 ，缺点是费用高 昂，故 一般很少 漏 ，另一方 面是为了避免清 管器在 管道内发生碰撞 ，所 以必 须将隔离 采用 整体氮气置换 。 时 间设置 的相对较长 ； （ ４ ）如果在相对 复杂 的地形 中利用这种置 换 ２ ． １ 加隔离器隔离氮气置换 方法 ， 则可能出现清管器停滞的问题 ， 由此还会 加大置换 的难度 ； （ ５ ） ２ ． １ ． １ 工作原理 若在天然气 已经进入管道 内，而清 管器出现卡住 问题 ， 那 么将会耗费 具体操作流程 是 ：在首站发送 ２ 个 中间夹带高纯度氮气 隔离段的 巨大 的人力和物力解决此 问题 ，并且解决起来具有较大 的难度 。 清管 器置换管道段 内的空气 ，在传送 中利用 监听器监 听清管器 的到达 ３ ． ２ 不 加隔离器 时间 ，然后对气体 到达靖 管站和分输站 的时间 以及管道 内的气体 浓度 优点： （ １ ） 各混气段长度都 比较稳定 ， 而且都保持在 ４ ． ０ ｋ ｍ 以内； 进行 监测 ，最后将这 些监测 内容记录下 来 ，确保置换效果达 到标 准要 （ ２ ） 由于置换 过程运行相对稳 定 ，控制起来则非 常容 易 ； （ ３ ）不易
