西部管道投产试运方案 - 图文 (8)

7.4氮气置换和检测示意图

界面定义含氧量0-2%含氧量2-21%含氧量19-22%氮气氮气头空气检测仪表仪表量程判断确认便携式含氧分析仪XPO－318型（0～25％）含氧量降至2%便携式含氧分析仪XPO－318型（0～25％）含氧量降至19%氮 气 置 换 过 程 示 意 图7.5氮气置换界面检测定义

氮气～空气混气头（以下简称氮气混气头）检测。用XP-3180型便携式含氧分析仪（0～25％VOL）检测的是含氧量。测量时，当分析仪显示含氧量从21％（以实测为准）降低了2%时（实测含氧量为19%），就认为氮气混气头已经到达。

纯氮气气头检测。当含氧分析仪检测到的含氧量降至2％时，表示氮气～空气混气段已全部过去，认为纯氮气气头已经达到。

7.6置换程序

西气东输二线嘉峪关压气分输站注入氮气 对嘉峪关站、支线线路进行氮气置换 注入天然气对氮气进行置换 天然气置换完成 升压检漏

7.7氮气置换 7.7.1注氮点的选择

在注氮前站内处于正常运行状态，选择分输工艺区汇管H-4注水阀3106

为注氮口。

注氮口

7.7.2注氮量的确定

嘉峪关市供气支线管线长度：15.14km，直径Φ168.3mm，嘉峪关支线站内可计算管段如下表：

站内管线存量计算 管段规格 D219.1×14.2 D168.3×5.6 D114.3×5 D114.3×8 D88.9×4 D88.9×6 D60.3×3.6 D60.3×5 分输干线管容量 D168.3×5.6 管存量总和 数量（m） 直径m 215 0.2191 236 0.1683 658 0.1143 35 0.1143 26 0.0889 2 0.0889 7 0.0603 155 0.0603 15140 0.1683 管容量m3 8.102 5.247 6.748 0.359 0.161 0.012 0.020 0.442 336.638 357.731 酒泉市供气支线管线长度：11km，直径Φ168.3mm，酒泉支线站内可计算管段如下表：

管段规格 D168.3×11.0 D114.3×8 D60.3×5 D168.3×5.6 D114.3×5 数量（m）20 40 60 200 50 直径m 0.1683 0.1143 0.0603 0.1683 0.1143 管容量m3 0.445 0.410 0.171 4.447 0.513 D88.9×4 D60.3×3.6 D168.3×5.6 管存量总和 50 10 11000 0.0889 0.0603 0.1683 0.310 0.029 244.585 250.910 嘉峪关和酒泉支线管存合计为608.641m3，氮气置换完毕后按照0.2MPa的压力封存，站内排污管线，放空管线氮气吹扫按照0.2MPa氮气，共计吹扫2小时速度是4m/s来计算则管容合计为：608.641*2+4*2*7200*0.0223=2501.76m3

1吨液氮转化为1个标准大气压、5℃状态下的气体体积理论上是808m3，但根据实际经验只能达到650m3左右，本方案取650m3。本次注氮采用全部管道注入氮气，0.2MPa压力封存。

因此所需液氮量为：3.8489吨。

根据市场实际情况液氮车容量较大，6吨以下液氮使用量按6吨取费，所以为嘉峪关市供气支线置换准备的液氮量为6吨。

7.7.3氮气置换最低流速计算

在氮气置换过程中，为了保证较小的混气量，特别重要的是防止气体流态层

R#?2gD（?a??b)（?a??b)?2的计算是确定是否分层

流化。根据资料，无量纲理查德系数现象的一种方法，其中：

g-重力加速度，9.81m/s2 D-管道内径（m）

ρa ρb -分别为两种气体的密度（kg/m3） υ-平均速度（m/s）

根据经验，理查德系数R#在1至5之间，对应的混气量是可以接受的，R#越小，出现分层的可能性越小，为了保证混气量最小，取R#=1经计算对气体的置换速度要求为υ≧0.3581m/s

根据气体混合的规律，在层流状态时混气段是最长的，因此为了减少混气段应尽量提高气体的速度，根据《天然气管道运行规范》的要求气体的运行速度不应大于5m/s，综合考虑氮气置换速度应控制在4m/s。

氮气置换过程中，氮气流速控制通过注氮车出口流量计来控制，根据其瞬时流量来确定流速。

如下公式：瞬时流量?v?管线压力?管线截面积/标准大气压 站内嘉峪关分输线主要管段如下：

管段规格 D219.1×14.2 D168.3×5.6 D114.3×5 D114.3×8 D88.9×4 D88.9×6 D60.3×3.6 D60.3×5 分输干线管容量 D168.3×5.6 数量（m） 215 236 658 35 26 2 7 155 15140 根据注氮的速度要求，管线直径取为168.3mm，注氮时分输设备后的压力为计算压力进行计算，控制瞬时流速。

7.7.4 氮气置换放空点的选择

7.7.4.1 嘉峪关压气分输站站内置换

（1）在分输阀2006后的压力表处进行放空检测。

（2）站内分输工艺区主要管线设备置换：关闭排污放空阀，导通主备用计量设备和调压设备，嘉峪关支线气体经过出站阀1401在嘉峪关门站进站阀后进行放空。酒泉支线气体经过出站阀1501在酒泉门站进站阀后进行放空。

（3）站内分输工艺区排污管线吹扫通过站内排污罐放空阀门放空。 （4）站内分输工艺区放空管线吹扫过程中通过站内放空管线放空。

放空点

放空管线放空点

去城市门站ESD阀组

排污管线放空点

图 嘉峪关压气分输站站内流程图

7.7.4.2 分输支线置换

分输支线置换利用嘉峪关城门站站内放空管线进行放空。

城市门站放空点

图 嘉峪关城市门站流程图

7.8氮气头的检测

7.8.1氮气混气头、纯氮气头的检测方法

氮气～空气混气头（以下简称氮气混气头）检测。用XP-3180型便携式含氧分析仪（0～21％）检测的是含氧量。测量时，当含氧分析仪显示含氧量从21％（以实测为准）下降2%时，就认为氮气混气头已经到达。

纯氮气气头检测。当含氧分析仪检测到的含氧量降至2％时，表示氮气～空气混气段已全部过去，认为纯氮气气头已经达到。

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