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1、 天然气管道的投产 置换1 1管线的施工管线的施工一、输气管道的置换方法 天然气管道置换目的： 通过置换过程排出 管道中的空气或燃气，防止空气与天然气 混合形成爆炸性混合物。 置换方法： 间接置换 直接置换2 2管线的施工管线的施工1间接置换法 是用惰性气体（常用氮气）先将管 内空气置换，然后再输入天然气置换。 优点是安全可靠； 缺点是费用高昂、顺序繁多，用气量 大时很难供应，故一般很少采用。3 3管线的施工管线的施工2.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，即可利用天然气的工 作压力直接排放管内空气，当置换到管道 内天然
2、气含量达到合格标准（取样合格） 后，即可正式投产使用。 4 4管线的施工管线的施工 由于在用天然气直接置换管道内空气的 过程中，燃气与空气的混合气体随着天然气 输人量增加其浓度可达到爆炸极限，此时， 在常温及常压下遇到火种就会爆炸，所以这 种方法不够安全。 置换空气应保持5m/s以下的速度，以 防混合气体的管段中碰撞起的火花引起爆炸 ，直至管内燃气中含氧量小于2。 2.直接置换法5 5管线的施工管线的施工天然气长输管线的置换均采用间接置换 的方法进行置换，可分为：氮气后加隔离清管器的间接置换法不加隔离清管器的间接置换法二、长输管线的置换方法 6 6管线的施工管线的施工这是目前在长距离、大口径天
3、然气管道上采用最多的方 法。 注入氮气后加隔离清管器再引入天然气进行置换的方法 。这种方式称为“通球列车式”，最前面是空气，然后是注入 的氮气，最后是天然气。在空气和氮气之间、氮气和天然气 之间放置隔离清管器。这二种介质和两个清管器依次向前行 进。其中，氮气的作用是防止天然气和空气混合形成爆炸性 混合物；两个隔离清管器的作用分别是减少天然气与氮气的 混合以及氮气的漏失。两个清管器的理想距离为5060 km 。1、氮气后加隔离清管器间接置 换法7 7管线的施工管线的施工鄯乌管道(鄯善乌鲁木齐)、陕京管道(靖边北京)、长宁管道(靖边银川) 、靖西管道(靖边西安)、涩北至西宁段等 长距离天然气管道均
4、采用了隔离器置换投产工 艺。1、氮气后加隔离清管器间接置 换法8 8管线的施工管线的施工涩北至西宁段投产置换： 涩北至西宁管段西起柴达木盆地的涩北气 田，东至西宁市湟中县，全长715 km，管径 为660mm，壁厚为7. 18. 4 mm。管段途 经锡铁山、橡皮山、日月山、拉脊山4座海拔 均在3 500 m以上的高山，地形起伏较大，落 差最大处达1 000 m左右。全线共设有涩北首 站、羊肠子沟清管站、德令哈分输站、乌兰清 管站、大水桥清管站、湖东清管站、西宁分输 站和23座阀室。氮气后加隔离清管器间接置换案 例9 9管线的施工管线的施工涩北至西宁段投产置换： 置换过程中各清管站、分输站切换到
5、正常 输气流程，放空点选在西宁分输站，中间各站 尽量不放空。各站首先将清管器置于发球筒内 ，在检测到氮气后，马上切换为发球流程，同 时进行站场置换，发送清管器，然后接受上游 来的第一个隔离清管器。在检测到天然气后， 应首先控制天然气不向下游运动，判断下游清 管器位置，确认已运行到要求距离后再发送另 一个清管器，接收上游来的第二个隔离清管器 。氮气后加隔离清管器间接置换案例1010管线的施工管线的施工(1)清管器能进一步清除管道内的污物，了解 各段管道内部的实际情况，为以后的清管作业 提供详实的技术数据。 (2)能够在具有收发球功能的站场重新隔离空 气、氮气、天然气，使空气和天然气之间保持 一段
6、距离，保证管道安全运行。优点1111管线的施工管线的施工(1)氮气与天然气的泄漏量非常大，清管器不 能起到较为理想的阻隔作用。这是由于清管器 磨损及管道内壁结构等原因造成的，很难避免 。 (2)投产过程不易控制。清管器运行忽快忽慢 ，在个别管段运行速度达30 km/h以上，在 清管器启动的瞬间，运行速度可以达到50 km/h以上。这一现象非常容易磨损清管器， 损坏线路设施，不安全因素较多。另外，由于 运行不平稳，很难判断清管器所处的位置，给 整个投产过程的安排带来许多不便。缺点1212管线的施工管线的施工(3)需要的氮气量很大，一是因为漏失量较大 ，二是为了防止两个清管器在管道内发生碰撞 ，必
7、须有足够长的隔离段。 (4)在地形较为复杂的地段，由于爬坡段和弯 头较多，容易出现清管器停滞现象，使该置换 过程更为复杂。 (5)为了引球，在部分管段不得不大量放空天 然气。 (6)当天然气已经进入管道后，如果出现清管 器卡死现象，处理方式非常复杂。缺点1313管线的施工管线的施工采用不放置离清管器、氮气直接推动空 气、天然气直接推动氮气的方法进行投产置换 。 采用这种方式，各种气体介质之间没有 任何隔离措施，氮气和天然气完全处于自由状 态，其运行速度靠起点站的供气压力来控制。2、不加隔离清管器间接置换法1414管线的施工管线的施工西宁至兰州段投产置换：西宁至兰州管段西起西宁市湟中县，东至兰州
8、 市西固区柳泉乡，全长214 km，管径为660 mm， 壁厚为7. 18. 4 mm。设有西宁分输站、民和分输 站、兰州末站3座站场和9座阀室。该管段所处地区 地形总体呈西高东低之势，但局部地段落差在 4050m，小型翻越、穿越频繁。采用不放隔离清管器、氮气直接推动空气、天 然气直接推动氮气的方法进行投产置换。不加隔离清管器间接置换法案例1515管线的施工管线的施工西宁至兰州段投产置换：采用这种方式，各种气体介质之间没有任何隔 离措施，氮气和天然气完全处于自由状态，其运行速 度靠西宁分输站的供气压力来控制。在沿途各检测点 检测氮气、天然气的到达时间和变化过程，计算混气 段的长度和氮气的损耗量
9、。置换时各站采用正常输气 流程，检测到氮气后，首先使氮气停止向下游流动， 进行站场置换，置换完成后再进入正常输气流程，继 续向下游置换。检测到天然气后，可以边进行站场置 换，边进行下游天然气置换。 不加隔离清管器间接置换法案例1616管线的施工管线的施工(1)两个混气段长度都比较稳定，而且都保持 在4. 0 km以内 。 (2)整个置换过程运行平稳，易于控制。在西 宁分输站供气压力稳定的情况下，氮气与天然 气流速平稳，没有忽快忽慢现象，容易判断氮 气及天然气到达的位置。 (3)受地形及管道安装等因素影响较小。从测 量数据可以看出，在地形较为复杂的32号阀 室至兰州末站管段没有出现混气段增长的现
10、象 。优点1717管线的施工管线的施工(4)氮气损失量不大， 214 km管段氮气损失 在25%左右。 (5)混气段长度及其变化规律受气体种类影响 较小。优点1818管线的施工管线的施工(1)置换前要确保清管干净，以免给以后的运 行管理带来麻烦。 (2)置换前要周密计算置换过程中天然气的供 气压力，合理控制管道内气体流速，其流速应 控制在1518 km/h。 (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 与空气之间的距离，以确保投产安全。不加隔离清管器间接置换法应注意 的问题1919管线的施工管线的施工(4)置换前粗略确定所需氮气量，避免浪费或 出现不足
11、的情况。在管段较长时，可以采用分 段置换的方法。 (5)注氮压力和注入天然气压力应保持一致， 在注氮结束后要马上注入天然气，尽量减小混 气段，减少氮气的损失。不加隔离清管器间接置换法应注意 的问题2020管线的施工管线的施工1、不加隔离器方法置换效率高东段214 km管道置换过程仅用了29 h ，其中天然气置换用了17 h，置换速度为12. 6 km/h;西段管道投产用了6天时间，其中天 然气置换用了87 h，置换速度为8. 2 km/h 。3、两种投产方法的比较 2121管线的施工管线的施工2、不加隔离器方法费用低该方法减少了收发球操作，检测和工艺 流程切换人员至少可以减少1/2；不需要放空
12、 引球，减少了天然气的放空量；减少了清管器 和收发清管器所需辅助材料、器具的消耗；提 高了效率，减少了投产时间，节约了资金。 3、不加隔离器方法安全可靠不加隔离器方案中不存在卡球、冲击、 振动等现象，投产过程较安全。3、两种投产方法的比较 2222管线的施工管线的施工合格标准指管内混合气体中天然气含量（容 积）已大于爆炸上限。判断方法常采用以下两种 ：（1）点火将放散管上取到天然气的橡胶袋，移至远离 现场安全距离外，点火燃烧袋内的天然气，如火 焰呈扩散式燃烧（呈桔黄色），则说明管内空气 已基本置换干净，达到合格标准。 点火法适用于直接置换。三、置换合格判断方法2323管线的施工管线的施工（2）气体成分检测 含氧分析仪检测气体中含氧量：2%以下可燃气体报警仪CH4含量：东海天然气(85士5)%、西部天然气(90士5)%。三、置换合格判断方法2424管线的施工管线的施工
