天然气管道氮气置换工艺参数的确定.pdf

《天然气管道氮气置换工艺参数的确定.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第18卷第5期石油规划设计43天然气管道氮气置换工艺参数的确定谭力文*敬加强戴志向吕郑张恒西南石油大学中国石油西南油气田分公司成都城市燃气有限责任公司谭力文等.天然气管道氮气置换工艺参数的确定.石油规划设计，2007，18（5）：43～45摘要对天然气管道氮气置换工艺参数的确定及控制方法进行了研究。根据气体状态方程及相关推导和计算，导出了注氮温度、注氮压力、注氮量、注氮施工时间以及氮气和天然气的推进速度等参数的定量计算式，并分析了这些参数的最优值。结果表明：通过预计算天然气管道氮气置换工艺参数及确定其控制方法，可以提高管道的运行效率及安全性

2、。关键词天然气管道氮气置换注氮流程注氮温度注氮量工艺参数控制检测新建输气管道内在投产之前存有空气，直接用1.2注氮总量天然气置换非常危险。为确保安全，一般采用注入1.2.1注氮量分析惰性气体氮气对管道内的空气进行置换。目前，尚连续置换工艺的注氮量主要由注氮期间的氮气无天然气管道氮气置换工艺参数具体的确定方法。混合量、氮气段通过全线的混气量、沿线站场及阀本文将通过相关计算及工程应用等得出其参数的具室置换用氮气量、氮气段到达末站时的剩余量、保体确定方法。险富裕量组成。若采用二次置换工艺，注氮总量为在对液氮的自然气化注氮工艺中，液氮在气化所要置换

3、管段的全部管容和站场相关部分的管道容过程中要吸收大量的热量，采用的汽化装置通常为积，同时还要考虑部分混气段的放空量和灌充压力。自然蒸发器。由蒸发器吸收空气中的热量使液氮气1t液氮转化为1个标准大气压、5℃状态下的氮化。注氮时液氮通过液氮泵输送到蒸发器自然吸热，33气体积为808m，即比容u=0.808m/kg。气化后注入管道对空气进行置换。1.2.2管道注氮总量的确定多数天然气管道的置换注氮和氮气置换工艺同V时完成，因此为了达到置换的工艺要求，在氮气注M=k×（1）u入中必须要确定适宜的注氮速度、注氮温度和注氮式中：M——注液氮的质量，kg

4、；k——管道充压量，同时根据注氮工艺参数确定注氮设备的配备。系数（结合具体情况一般取值为1.2）；V——管道331注氮和氮气置换工艺参数的确定总容积，m；u——氮气的比容，m/kg。考虑液氮在储存、运输和注氮中的损耗，集气1.1注氮温度站、阀室置换和吹扫耗气量等因素，再结合已有注因为液氮或过低温度的氮气进入管道后，一方氮槽车的吨位，最后确定置换过程中注液氮总量。面会影响管材的低温强度（低温脆性），另一方面低1.3氮气置换速度和注氮速度的确定温易使阀门等设备的密封泄露。因此，氮气进入管为了减少在氮气置换过程中氮气和空气的混气道的温度不能低于5

5、℃，最好控制在5～25℃。量，缩短必要的置换时间，并确定注氮设备的配备*谭力文，男，1982年生，在读硕士研究生，从事油气储运工程工艺与理论方面的研究。通信地址：四川成都市新都区西南石油大学研究生院硕05级2班，61050044石油规划设计2007年9月3参数，需要对氮气置换速度和注氮速度进行计算。Q0——标准大气压下的流量，m/d；up——氮气置［3，4］1.3.1氮气置换推进速度的选取原则换平均推进速度，km/h。采用氮气推空气进行置换，置换速度是一个比上述计算结果是根据注氮设备的能力进行计算较重要的参数，选取氮气推进速度的主要因素：的

6、氮气置换速度，其应大于允许混气量所需要的最一是确保混气量最少。根据资料，无量纲理查小置换速度（公式（2）的计算结果），并小于规范德系数（R#）是判定两种气体介质是否存在分层现规定的5m/s最大置换速度。象的一种方法，其计算公式为：1.4注氮施工时间Tgl×dg×∆ρ注氮时间由注氮速度（氮气置换速度即等于注R#=；gl=（2）u2ρ氮速度）和注氮总量计算可得。同时，还应考虑现p场准备时间、操作时间、氮气的放空吹扫、收尾等2式中：g——重力加速度，g=9.81m/s；∆ρ——不时间，可以初步估算得出置换施工过程共需要的时间。3同气体密度差值，∆

7、ρ=

8、ρa−ρb

9、，kg/m；ρ——两24M种气体密度算术平均值，ρ=(ρa+ρb)/2；ρa、T=（5）Q×ρ3Nρb——两种气体密度，kg/m，在20℃的温度下，其中氮气密度ρ=1.2504kg/m3（液氮纯度应在式中：T——注氮施工时间，h；M——注液氮的质a399.95%以上，且其他腐蚀性组分符合相应的氮气标量，kg；ρN——氮气的密度取值1.2504，kg/m。3准要求），空气密度ρb=1.293kg/m；l——中间换算参数；d——管道内径，m；up——平均速度，m/s。2天然气置换工艺参数确定根据经验，理查德系数（R#）在1～5

10、对应的2.1天然气置换推进速度的确定混气量是可接受的，速度越大，理查德系数R#越小，采用天然气推氮气，选取天然气推进速度要考出现分层的可能性越小。为保证混气量最少，取虑的因素和氮