輸氣管道置換投產(chǎn)工藝的研究與實踐

李斌 楊敏 卿勇

摘要：輸氣管道在運行過程中，需要采用不同的方法進行置換投產(chǎn)，置換投產(chǎn)技術(shù)方案的不同所帶來的實際效果也會有所差異性，通過了解置換投產(chǎn)方案的優(yōu)缺點，在實際運行過程中可以選擇加入清管器的方法，通過相應的檢測數(shù)據(jù)分析，了解輸氣管道置換投產(chǎn)的規(guī)律，提出最優(yōu)的輸氣管道置換投產(chǎn)方案。

關(guān)鍵詞：輸氣管道;置換投產(chǎn);研究

輸氣管道在施工后會進行置換投產(chǎn)操作，該操作的主要作用是排除管道內(nèi)的空氣引入天然氣，同時能夠更加全面的檢查管道的整體質(zhì)量，因此對輸氣管道的置換投產(chǎn)安全控制非常重要。輸氣管道置換投產(chǎn)的難點是將空氣和天然氣進行有效隔離，防止在輸氣管道內(nèi)形成爆炸性混合物。一般情況下對于輸氣管道的置換投產(chǎn)采用注入氮氣后加隔離清管器。隔離清管器會起到阻隔作用，但是由于地形、管道安裝等多方面因素的影響，輸氣管道經(jīng)常會發(fā)生卡球泄漏等事故，因此需要研究更好的置換投產(chǎn)方法，提高輸氣管道置換投產(chǎn)工作的效果。

1直接置換

直接置換法是將天然氣輸入到新建的輸氣管道內(nèi)對管道內(nèi)的空氣進行直接置換。直接置換法在運行過程中的操作非常方便，并且效率非常。將新建的輸氣管道與原有的輸氣管道進行連接以后，利用輸送介質(zhì)所帶的壓力能夠直接排放掉新建輸氣管道內(nèi)的空氣，當新建輸氣管道內(nèi)的介質(zhì)含量達到相關(guān)標準以后，輸氣管道就能夠?qū)崿F(xiàn)正常運用。再進行數(shù)據(jù)管道置換，投產(chǎn)過程中，清管器會出現(xiàn)磨損，很有可能天然氣發(fā)生泄漏，如果泄漏的天然氣濃度達到相關(guān)指標以后，很有可能發(fā)生危險狀況，因此采用直接置換法的危險性較高。

2加隔離器隔離氮氣置換

利用惰性氣體對輸氣管道內(nèi)的空氣進行有效置換，然后再向輸氣管道內(nèi)注入天然氣，利用間接置換法的安全性較高，但是在實際操作過程中，相應的費用成本會比直接置換法高出很多，通常情況下很少采用氮氣置換，因此要結(jié)合輸氣管道的實際情況，選擇合適的置換方法。

2.1工作原理

加隔離器隔離氮氣置換的操作流程為在輸氣管道首站發(fā)送兩個中間帶有高純度氮氣隔離端的清管器置換輸氣管道內(nèi)的空氣，在進行傳輸過程中結(jié)合監(jiān)聽器監(jiān)聽輕狂迅速到達的時間，并且對清管站和分輸站以及管道內(nèi)的氣體濃度進行監(jiān)測，最后將所監(jiān)測的內(nèi)容進行記錄，確保輸氣管道內(nèi)的置換效果達到相關(guān)標準。

2.2置換投產(chǎn)優(yōu)點

（1）利用該方法可以確保清管器能夠有效清除輸氣管道內(nèi)的污染物，同時還能及時了解輸氣管道在實際運行中的工作狀態(tài)，為后續(xù)的清管作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

（2）能夠使輸氣管道的空氣、氮氣以及天然氣進行有效隔離，確保天然氣和空氣不會進行接觸，從而實現(xiàn)輸氣管道的安全運行。

2.3置換投產(chǎn)缺點

（1）在進行操作過程中，如果清管器沒有起到阻隔作用，很有可能導致氮氣與天然氣的泄漏量發(fā)生變化。造成該現(xiàn)象的主要原因是由于清關(guān)器發(fā)生磨損，也或者是由于管道內(nèi)壁結(jié)構(gòu)因素而導致清管器無法進行有效阻隔。

（2）在進行置換投產(chǎn)過程中無法進行有效控制。由于清管器在運行過程中會發(fā)生忽快忽慢的現(xiàn)象，造成清管器發(fā)生嚴重磨損，導致管道內(nèi)壁出現(xiàn)磨損，因此對管道的運行造成不安全因素。由于清管器的不平穩(wěn)運行，無法監(jiān)聽清管器的具體位置，會對整個輸氣管道的置換投產(chǎn)工作造成困難。

（3）需要惰性氣體的量非常大。為了能夠有效防止清管器與管道內(nèi)壁發(fā)生碰撞，因此需要確保清管器之間保持較長的隔離段。

（4）由于輸氣管道所經(jīng)過的地形非常復雜，有平穩(wěn)段、爬坡段、轉(zhuǎn)彎段，這些現(xiàn)象的存在會造成清管器在運行過程中發(fā)生停滯現(xiàn)象，導致置換投產(chǎn)過程變得復雜化。

（5）在運行過程中如果遇到清管器發(fā)生卡死現(xiàn)象，在處理該故障時的方法較為復雜，同時會引發(fā)安全事故。

3不加隔離器隔離氮氣置換

3.1工作原理

該方法的置換投產(chǎn)工藝是將氮氣注入到輸氣管道中的下游，在結(jié)合起停閥門的幫助下對管道內(nèi)進行天然氣收入，從而能夠?qū)崿F(xiàn)輸氣管道的置換投產(chǎn)工作。采用該方式會導致各個介質(zhì)之間無法實現(xiàn)有效隔離，氮氣與天然氣處于自由的狀態(tài)，輸氣管道中介質(zhì)的運行速度主要依靠分輸站中的供氣壓力進行控制，結(jié)合檢測點對輸氣管道中的氮氣檢測以及天然氣到達時間進行有效統(tǒng)計，從而能夠有效計算出氮氣和天然氣的混合長度以及在使用過程中氮氣的消耗量。

3.2置換投產(chǎn)優(yōu)點

（1）該方式的置換投產(chǎn)過程非常平穩(wěn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對置換投產(chǎn)過程的有效控制，在確定供氣壓力穩(wěn)定的狀態(tài)下，輸氣管道中的氮氣和天然氣的混合氣會處于平穩(wěn)的流速，并不會出現(xiàn)過快過慢現(xiàn)象，因此能夠及時判斷出氮氣和天然氣的所在位置。

（2）該方式受到地形以及管道安裝因素的影響較小，結(jié)合相應的測量數(shù)據(jù)可以看出，針對復雜地形階段的輸氣管道內(nèi)氮氣與天然氣的混合段監(jiān)測結(jié)果進行分析，所得出的數(shù)據(jù)處于正常狀態(tài)下，并沒有發(fā)生明顯增長的現(xiàn)象。

（3）利用該方法可以減少氮氣的損耗量。天然氣通過分輸站以后，氮氣的消耗量會增長緩慢，其主要的原因是由于輸氣管道內(nèi)的氣體運行速度一致，隨著置換投產(chǎn)距離的不斷增加，氮氣的損失率也會明顯下降。

在利用該方式進行置換投產(chǎn)過程中，需要保證輸氣管道內(nèi)不會存在任何雜質(zhì)，確保天然氣分輸站的供氣壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)，要積極監(jiān)測輸氣管道內(nèi)氮氣與天然氣之間的位置，從而有效計算出輸氣管道內(nèi)氮氣的長度，確保天然氣與空氣不會發(fā)生接觸，才能夠保障輸氣管道的運輸安全。另外，對于天然氣管道所處地形以及彎頭較多的天然氣管道可以采用不加隔離器的置換方法，能夠有效降低清管器的推動壓力以及清管器的磨損程度，能夠有效避免清管器前后氣體發(fā)生串氣現(xiàn)象。

4結(jié)束語

綜上所述，輸氣管道投產(chǎn)置換不采用隔離清管器的方案可行性較高，并且不采用隔離清管器的方案有著很多優(yōu)點，能夠有效彌補傳統(tǒng)投產(chǎn)置換方法的不足，并且該方法的適用范圍較廣。雖然該方法在理論方面比較缺乏相應的實踐支持，但是在我國其他輸氣管道中的應用成果可以看出其可行性，能夠為今后輸氣管道的投產(chǎn)置換提供參考性建議。

參考文獻

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