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1、天然气管道氮气置换方案编制:审核:批准:一、氮气性质氮气无色、无臭、压缩至高压的液态氮气相对密度0.81（196C）,固态相对密度1.026（-252.5C）o熔点-209.80沸点-1956C。临界温度-147C,临界压力3.40MPa（在临界温度时使气体液化的最小压力）。氮质量标准：工业氮标准按GB/T3864/996执行，主要指标如下:指标名称指标优等品一等品合格品氮气纯度10-2 (V/V) 299.599.598.5氧含量 10-2 (V/V) W0. 50. 51.5水分（游离水，ml/瓶）W-无-露点C W-43-氮气属不燃气体，危规编号：22005o应贮存于阴凉、通风处，仓温不
2、宜超过30Co应远离火种和热源，防止阳光直射。搬运时应轻装、轻卸，防止钢瓶及附件损坏。氮气一般用401.钢瓶储存（存储氮气约4m3）,压力10土0.5MPa。二.氮气置换2.1置换目的：达到对气体02含量要求（02含量不大于1%V）.2.2置换前的准备工作及条件确认：（1）置换区域场地平整，置换区域有明显的警示标志，同时应设置隔离带隔离无关人员（2）置换区域内各设备、阀门、管道等临时标识清晰正确（3）天然气管路气密试验合格。（4）仔细检查流程，隔离系统。（5）联系化验室准备采样分析氧含量或准备可便携式的氧含量分析仪。2.3.氮气置换范围：（1）本次氮气置换范围为长度为2.5KM的管道。（2）置
3、换系统中涉及到所有管线和设备上的连通阀门打开。（3）置换系统中涉及到的天然气储罐、天然气压缩机、天然气汽化器、天然气泵、稳压罐等及管道上的各仪表一次阀需打开一并置换。（4）置换系统中以上涉及到的设备、管道上的排空阀和排污阀需关闭。2.4.氮气置换方法：其管线氮气置换作业如下：（1）置换步骤如下：一般可用lOMpa的氮气进行置换，置换至天然气区所有容器内氧气的含量低于1虬具体步骤：用lOMpa的氮气气源进行置换；用氮气从管道进气口接入把天然气区所有天然气储存容器及连接管道加压至300-400Kpa；（2）通过进气口注入氮气后，打开排空阀，使容器管道内压力减小至50Kpa以下；一般重复3-4次直至
4、所有容器、管线中氧气的含量低于1虬（3）排放时排放口附近不允许人员靠近（因氮气是惰性气体有窒息危险）。（4）在设备或管线使用后，若因维修需再拆卸时，亦应进行氮气置换，其方式如上述，或可使用低压连续氮气置换方式。此时之氮气置换以不致危害修护人员为原则。使用上述方式加压氮气置换时，至少应两次，修复后再行注入天然气前，亦同上述进行氮气置换程序。氮气置换后氮气排放至主管线上之排空阀排放。（5）依照氮气置换流程向系统引入N2以约0.02MPa/分钟速度升压至0.3MPa,然后缓慢泄压至0.05MPao（6）每次氮气置换泄压后在氮气吹扫口采样分析氧含量，如果合格，则氮气置换结束。（7）燃气改造工程氮气置换
5、所需要的氮气约折401.10MPa氮气70瓶/次，按2次置换准备共约140瓶。备注：氮气置换完成后（注天然气前）所有阀门及设备禁止操作3.其他说明1.本方案由气体有限公司操作、实施。2.在本项工作置换期间，管道置换范围内所有设备禁止运行，保持自然通风。202*年月日忠丰管线通气置换方案根据压力容器安全技术监察规程的规定，202*年忠丰管线D325*8-57Km建设竣工，在耐压试验和严密性试验合格后，经质检验收合格再对该管线进行通气置换。为确保该管线中供出的天然气能满足用户的使用要求，即甲烷含量必须285%以上，氧含量必须低于2%以下；并结合集团公司的实际情况，特制定浸管充气混合置换方案如下：1
6、.浸管充气混合置换的目的：1.1安全、节能、置换操作无泄漏。1.2充分运用前几道操作的成果，即保持试压无外泄漏状态。1.3实施操作可量化，全程时实监测记录压力变化，数据分析、总结经验可图表反应。2.充气混合置换时间：202*年12月1420日。3.浸管充气混合置换内容与置换方法：3.1忠丰线D325*8-57Km,工作压力4Mpa的管线。3.2采用直接浸管充气混合置换的方法：即将管内的常压空气直接用天然气渗透混合置换，该操作方便、迅速，利用天然气的工作压力直接渗透管内和增压充装入管道里，当充气混合置换到管内天然气甲烷的含量达到285%以上的合格燃气标准（取样检验合格）后，即可正式投入输气使用。
7、由于在用天然气直接充气渗透混合置换罐内空气的过程中，天然气与空气的混合气体随着天然气输入量的增加其浓度可达到515%的爆炸极限，此时，在常温常压下遇到火种就会发生爆炸；但是在密闭罐内并断绝火源就不会发生爆炸。所以保持10m/s以下的充罐速度，穿越515%的爆炸极限，再提速充罐,直到罐内天然气甲烷的含量大于85%；这样既做到了安全充罐,又实施了节约放空、快速换气的工艺。首先理论计算浸罐充气过程中球罐内天然气、空气体积组份及其压力变化的理论数据，以在适时监测中对照监控浸罐充气流量，其理论计算数据表如表1；其次理论计算选择穿越515%的爆炸极限的控制流量（即低于10m/s流速的最大流量），以确保穿越
8、515%的爆炸极限；其流量变化的关联速度数据表如表204.具体操作步骤：4.1强度试压和严密性试验合格后，即可进行天然气渗透充罐混合置换。将球罐内的试压空气从球罐进气管至放空管放空后，使球罐内的压力降到正常大气压，即球罐内的表压力为零时，关闭放散阀门，密封储气球罐。4.2首先全开两个进罐电动球阀；其次开启T1电动调节控制阀（Dn3OO阀）的11.11%最大开度（10开度），开启D1电动球阀（Dn300球阀）的1/4最大开度；再调节充罐调压器的输出压力为0.25MPa以下，使天然气进入球罐的速度保持在10m/s以下流动，即确保以10m/s以下的速度充罐；当球罐表压力达0.0058MPa时，调节T
9、1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为12.22%最大开度（11开度）；当球罐表压力达0.0106MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为13.33%最大开度（12开度）；当球罐表压力达0.0174MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为14.44%最大开度（13开度）；当球罐表压力达0.0212MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为15.56%最大开度（14开度）；当球罐表压力达0.0290MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为17.78%最大开度（16开度）；当球罐表压力达0.0338MPa时，调节T1电动调节控制阀（D
10、n300阀）的开度为18.89%最大开度（17开度）；当球罐表压力达0.0386MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为21.11%最大开度（19开度）；当球罐表压力达0.0483MPa时，调节T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度为22.22%最大开度（20开度）；当球罐表压力达O.lOMPa时，停止进气，进行球罐验漏检查；不漏再继续充罐，此时将T1电动调节控制阀（Dn300阀）的开度调整到33.33%最大开度（30开度），D1电动球阀（D、300球阀）的开度调整为1/3最大开度，充罐调压器的输出压力调控在0.60MPa以下；直至球罐表压升至0.50MPa时，再次停止进气,
11、进行验漏检查；不漏再将充罐调压器的输出压力调控在l.OOMPa以下，继续开启D1电动球阀（Dn300球阀）为1/2最大开度，全开启T1电动调节控制阀（Dn300阀），继续增压充球罐，直至球罐运行压力为l.OOMPa,稳压60分金中后，验漏、检测罐内天然气的质量合格后，浸罐充气混合置换工程完成。5.注意事项：5.1在跨越天然气与空气的混合气体的体积比为515%的爆炸极限范围时，要杜绝球罐内产生火种和静电，即只能低速充气混合置换球罐。5.2增压充气混合置换球罐作业完成后，一定要使其达到球罐运行压力l.OOMPa,即罐内天然气甲烷的浓度达到85%以上。5.3充气混合置换作业完成、稳压60分金中后，即
12、可输出供气调峰。5.4必须将电脑流量计的球罐压力、温度检测项调试准确,确保充气混合置换过程中的记录曲线完整、数据可靠。5.5监检人员要记录详实，并出据充气混合置换作业检测报告，签字认可。技术装备部202*年08月28日表2：流量变化的关联速度数据表序号流量(V) m3 / h管径流速(u) m / s备注1100Dx3000. 39352500Dn3001.967331000Dn3003. 935441500Dn3005. 902552000Dn3007. 870062500Dn3009. 8375穿越515%的爆炸极限时，可选控制流量。73000Dn30011.805083500Dn3001
13、3. 7725表1:忠丰管线通气置换天然气、空气体积组份及其压力变化理论计算数据表项目燃气,比率 天然气(M3)空气(M3)管线表压Pb (MPa)备注工况(V)计算工况工况计算工况0004274. 464274.460管战试压后，进行放空至人气平衡为止2. 29%97.71401004176. 74604274.460. 0023控制充气流速(建议不超过10m/s)4.47%191. 06042004083. 39964274.460. 00456. 56%280. 32553003994. 13454274.460. 00688. 56%365. 77144003908. 68864274
14、.460. 009010. 47%447. 63815003826. 82194274.460.011313. 20%564.20386503710. 25624274, 460.014715. 77%673. 87828003600. 58184274.460.018118.96%810. 407110003464. 05294274.460. 022621.92%936.960412003337. 49964274.460. 027125. 98%1110.353215003164. 10684274.460. 0339提高充气流速至10m/s以上充气至0 IMPa时,停止进气，进行验漏检查，不漏为止31.88%1362. 494920002911.96514274.460. 045236. 90%1577.417225002697. 04284274.460. 056441. 24%1762. 794830002511.66524274.460. 067745. 02%1924. 327935002350. 13214274.460. 079048. 34%2066. 339140002208. 12094274.460. 090350. 00%2137.23004274. 462137. 2300427
