城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)直接置換技術(shù)的應(yīng)用

祝博偉

摘 要 燃?xì)忸I(lǐng)域的置換涉及到對(duì)高中低壓管道的置換和大型儲(chǔ)罐的置換，對(duì)于置換的含義，無(wú)非就是將燃?xì)馔ㄟ^(guò)相關(guān)技術(shù)和操作置換為空氣，或者就是將空氣通過(guò)相關(guān)技術(shù)操作置換為燃?xì)?。本文首先?duì)城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)直接置換現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，然后介紹了廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)高中壓管網(wǎng)現(xiàn)狀，最后對(duì)照原“廣源——火村”高壓管線投產(chǎn)置換方案進(jìn)行了優(yōu)化分析。

關(guān)鍵詞 燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)；直接置換；城市

中圖分類號(hào) TE4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）14-0059-02

當(dāng)今形勢(shì)下，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)以及各個(gè)方面都取得了很大的進(jìn)步，GDP也隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)的增長(zhǎng)，但在各方面高速發(fā)展和增長(zhǎng)的同時(shí)，造成了能源消耗過(guò)高以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，使我國(guó)在能源利用方面面臨困難。就當(dāng)前國(guó)內(nèi)形勢(shì)，更加的重視在發(fā)展中節(jié)能減排，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)可再生以及清潔能源的研究和應(yīng)用。天然氣在各種能源中屬于清潔能源，而且我國(guó)儲(chǔ)氣量非常的多，這些優(yōu)勢(shì)使得天然氣能夠迅速的被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中去。隨著天然氣的快速發(fā)展，天然氣企業(yè)在儲(chǔ)氣設(shè)備的建設(shè)的也越來(lái)越多，同時(shí)，對(duì)天然氣儲(chǔ)罐以及管線等設(shè)備的置換也相對(duì)的平凡起來(lái)，置換的方法也逐步的被重視起來(lái)。

1 城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)直接置換現(xiàn)狀

在我國(guó)，相對(duì)比較早一些的天然氣管理，采用較多的是隔離清管器方案，一般都會(huì)采用兩個(gè)隔離清管器。在我國(guó)最近幾年建設(shè)的天然管道，比如西氣東輸以及澀寧蘭等，都已經(jīng)摒棄過(guò)去的技術(shù)，采用無(wú)隔離清管器方案。對(duì)于采用隔離清管器的主要目的是降低混氣段，但是通過(guò)實(shí)際的結(jié)果能夠看出，對(duì)于采用隔離清管器的相對(duì)未采用清管器隔離的混氣段更長(zhǎng)。

在新疆庫(kù)爾勒入市環(huán)城天然氣管道的建設(shè)中，其高壓段為74km，壓力為2.5Pa，本項(xiàng)工程中沒(méi)有采用氮?dú)猓捎玫姆绞綖橹苯油ㄟ^(guò)對(duì)天然氣進(jìn)行置換實(shí)現(xiàn)通氣。在置換過(guò)程中，需要通過(guò)高壓氣將管道中的雜物吹干凈，包括一些焊渣等，這樣做的目的是當(dāng)氣流通過(guò)時(shí)，避免了強(qiáng)大的氣流可能會(huì)帶動(dòng)雜物和管道摩擦產(chǎn)生火花，即使在整個(gè)置換過(guò)程管道內(nèi)可能產(chǎn)生了一些易爆性的氣體，但是管道內(nèi)沒(méi)有火源，易爆性氣體也不會(huì)發(fā)生爆炸。在置換完成以后，還需要對(duì)管道環(huán)向焊縫進(jìn)行各種檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)以后才能夠投入生產(chǎn)中去[1]。

2 廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)高、中壓管網(wǎng)的現(xiàn)狀

廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)作為廣州市城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)建設(shè)和購(gòu)銷唯一主體，統(tǒng)籌全市高壓管網(wǎng)建設(shè)和上游氣源購(gòu)銷。近年來(lái)，廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)緊緊抓住“天然氣入穗”的黃金契機(jī)，全面推進(jìn)廣州市天然氣利用工程建設(shè)。其中：一期工程截止到2015年12月共建成高壓管線125.07公里、3個(gè)接收門(mén)站及4座高中壓調(diào)壓站，主要接收廣東大鵬進(jìn)口LNG氣。二期工程暨廣州亞運(yùn)村項(xiàng)目燃?xì)馀涮坠こ?，截止?015年12月共建成高壓輸氣管道26.19km，建設(shè)亞運(yùn)場(chǎng)站1座、門(mén)站1座、高中壓調(diào)壓站1座、線路閥室1座，確保了2010年亞運(yùn)會(huì)、亞殘運(yùn)會(huì)的供氣保障任務(wù)圓滿完成。三期工程暨“廣州西氣東輸項(xiàng)目”，共建成高壓輸氣管道23.33km，建設(shè)門(mén)站4座，接收國(guó)家“西氣東輸”二線氣，使廣州成為廣東省第一個(gè)使用上“西氣”的城市，并與廣東大鵬進(jìn)口LNG氣形成雙氣源供應(yīng)保障系統(tǒng)，全面提升了廣州天然氣供應(yīng)保障綜合實(shí)力。四期工程預(yù)計(jì)2018年投產(chǎn)，總投資約69.7億元，建設(shè)高壓、次高壓輸氣管道約165km、配套建設(shè)中壓管道約900km、新建門(mén)站1座、調(diào)壓站3座，線路閥室13座，以實(shí)現(xiàn)高中壓管網(wǎng)基本覆蓋全廣州[2]。

3 原高壓管線投產(chǎn)置換案例介紹

天然氣在各種能源中屬于清潔能源，而且我國(guó)儲(chǔ)氣量非常的多，這些優(yōu)勢(shì)使得天然氣能夠迅速的被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中去。隨著天然氣的快速發(fā)展，天然氣企業(yè)在儲(chǔ)氣設(shè)備的建設(shè)的也越來(lái)越多，同時(shí)，對(duì)天然氣儲(chǔ)罐以及管線等設(shè)備的置換也相對(duì)的平凡起來(lái)，置換的方法也逐步的被重視起來(lái)。廣源門(mén)站至火村所采用的管線一般是DN700管，其總長(zhǎng)度大約有10km左右。管網(wǎng)參數(shù)如下：

設(shè)計(jì)壓力（MPa）管徑（mm）壁厚（mm）材質(zhì)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（km）估算長(zhǎng)度（km）幾何管容（m3）5.0 711 17.5 X60 9.16 10 3587

3.1 實(shí)施氮?dú)庵脫Q的設(shè)備、注氮點(diǎn)和排放點(diǎn)

設(shè)備：對(duì)于在置換中必須要使用的一些設(shè)備，例如液氮車和汽化器等，基本上都是由液氮廠家直接進(jìn)行提供。

注氮點(diǎn)：對(duì)于注氮點(diǎn)的選擇進(jìn)行研究分析后，選擇在廣源門(mén)站去田心的發(fā)球筒，在該筒的上面保留一個(gè)法蘭口來(lái)實(shí)現(xiàn)氮?dú)獾淖⑷搿?/p>

排放點(diǎn)：對(duì)于排放點(diǎn)，我們所選擇的位置是火村閥室放散塔，通過(guò)末端排放完成整個(gè)排放工作。

3.2 氮?dú)庵脫Q方法

首先需要對(duì)火村閥室#31、32閥及火村分輸站閥8021、8921進(jìn)行打開(kāi)操作，然后能夠以火村閥室放空管道和排污閥來(lái)完成對(duì)打排放工作，若閥室#01閥前及閥8011壓力為0.05MPa后用氮?dú)庵脫Q。若在8921及放散塔所對(duì)就的小排污閥處，對(duì)該處所含的氧氣進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)三次檢測(cè)后便能夠確定氮?dú)庵脫Q成功。

4 用直接置換法優(yōu)化后的置換方案

4.1 原置換工藝優(yōu)化的可行性

原“廣源——火村”高壓管線投產(chǎn)置換方案采取了無(wú)清管器有氮?dú)獾闹脫Q方案，這樣的方案相對(duì)比較保守，保守的同時(shí)所需要的時(shí)間以及成本也相對(duì)比較高。一般高壓管線的長(zhǎng)度為10km，長(zhǎng)度相對(duì)比較短，能夠直接采用強(qiáng)風(fēng)進(jìn)行吹掃，吹所干凈后進(jìn)行直接置換。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中還要對(duì)各項(xiàng)施工中的質(zhì)量以及工藝進(jìn)行考慮，最終采用氣推氣置換法。

4.2 優(yōu)化后的工藝操作流程

4.2.1 置換前準(zhǔn)備工作

當(dāng)前方案和過(guò)去相比基本相同，但有一個(gè)重要的過(guò)程就是在整個(gè)置換的過(guò)程中必須對(duì)所要置換的管道進(jìn)行強(qiáng)力吹掃，吹掃干凈以后需要在注氮點(diǎn)對(duì)注氮設(shè)備進(jìn)行連接[3]。

4.2.2 置換的設(shè)備及氮?dú)庥昧?、注氮點(diǎn)和排放點(diǎn)

1）設(shè)備：無(wú)需采用液氮槽車以及氣化設(shè)備。

2）注氮點(diǎn)：和原注氮點(diǎn)為同一地址。

3）排放點(diǎn)：選擇在火村閥室放散塔進(jìn)行末端

排放。

4.2.3 氣推氣置換方法的應(yīng)用

先全開(kāi)火村閥室#31、32閥及火村分輸站閥8021、8921，通過(guò)火村閥室放空管道及排污閥直接排放，當(dāng)閥室#01閥前及閥8011壓力為0.05MPa后立即在注氮點(diǎn)注入氮?dú)狻?/p>

4.2.4 安全注意事項(xiàng)

就當(dāng)前國(guó)內(nèi)形勢(shì)，更加重視在發(fā)展中節(jié)能減排，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)可再生以及清潔能源的研究和應(yīng)用。天然氣在各種能源中屬于清潔能源，而且我國(guó)儲(chǔ)氣量非常的多，這些優(yōu)勢(shì)使得天然氣能夠迅速的被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中去。本方案在原方案的基礎(chǔ)上還需要注意的事項(xiàng)包括以下幾方面：

1）在置換之前一定要將管道清潔干凈，避免對(duì)后期的工作生成損失。

2）在置換之前，首先要對(duì)天然氣供氣壓力進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，保障管理內(nèi)的氣流能夠穩(wěn)定。

3）在置換的時(shí)候一定要對(duì)氮?dú)夂吞烊粴馑诘奈恢眠M(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)管道中氮?dú)舛蔚拈L(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也要確保天然氣和空氣保持一定的距離。

4）在置換前需要對(duì)氮?dú)獾男枨罅窟M(jìn)行估算，確保在置換中氮?dú)獾某渥恪?/p>

5）對(duì)所注入的氮?dú)鈮毫σ约疤烊粴鈮毫π枰胶?，氮?dú)庾⑷胪戤吅笸瑫r(shí)注入天然氣，在注入過(guò)程中一定避免混氣段，降低對(duì)氮?dú)獾睦速M(fèi)。

5 結(jié)論

本文首先對(duì)城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)直接置換現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，然后介紹了廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)高中壓管網(wǎng)的現(xiàn)狀和原“廣源——火村”高壓管線投產(chǎn)置換方案，最后通過(guò)應(yīng)用氣推氣置換法優(yōu)化了原方案。在置換過(guò)程中，需要通過(guò)高壓氣將管道中的雜物吹干凈，包括一些焊渣等，這樣做的目的是當(dāng)氣流通過(guò)時(shí)，避免了強(qiáng)大的氣流可能會(huì)帶動(dòng)雜物和管道摩擦產(chǎn)生火花，即使在整個(gè)置換過(guò)程管道內(nèi)可能產(chǎn)生了一些易爆性的氣體，但是管道內(nèi)沒(méi)有火源，易爆性氣體也不會(huì)發(fā)生爆炸。在置換完成以后，還需要對(duì)管道環(huán)向焊縫進(jìn)行各種檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)以后才能夠投入生產(chǎn)中去。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)樹(shù)華.城市天然氣中低壓地下管網(wǎng)的置換[J].上海煤氣，2006（3）：18-20.

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[3]張鵬云，曾學(xué)軍，吳喜懷，等.天然氣長(zhǎng)輸管道投產(chǎn)置換注氮量計(jì)算方法[P].中國(guó)：CN101230952A.2008-7-30.