海底油气管道投产氮气置换工程的计算方法研究皮嘉立
海底油气管道投产氮气置换工程的计算方法研究
皮嘉立
（后勤工程学院重庆，401311）
摘要：投产置换为输气管道建设工程内的关键步骤，直接关系投产安全。氮气置换受多种因素影响，实际需求量复杂。本文以榆济管道为例，对置换过程中注氮量影响固素进行分析，对管道中的注氮量进行计算分析。
关键词：海底油气管道；榆济管道；氮气置换；计算分析
中图分类号：TP30
文献标识码：A
DOI编码：10.14016/j.cnki.10019227.2016.02.012
Abstract: The production replacement key steps within the construction of the gas pipeline project, the direct relationship between production safety. Purged with nitrogen, affected by many factors, the actual demand complex, In this paper, elm economic pipeline, for example,for replacement of nitrogen injection process influencing factors were analyzed,in the pipeline nitrogen injection were calculated.
Key words:subsea oil and gas pipelines; Yu Ji pipeline; purged with nitrogen;computational analysis
0引言
目前我国的天然气工业在资源及需求上上升趋势，天然气勘探进展很大。投产置换为输气管道建设工程内的关键步骤，也是最危险阶段。在投产置换过程中能够将管道内空气排出，将天然气引人，但是此过程中，如果管道中遗留有焊渣、石块或者铁锈等，在气流冲击之下极可能同管壁撞击产生火花。天然气及空气混合物充满于管道中，如果处于爆炸的极限范围中就可能起火爆炸"]。所以天然气管道投产前为避免爆炸必须以情性气体为隔离介质，将管线中的空气有效置换出去。而氮气压力高、冷凝差，情性成分的纯度很高，所以常作为天然气管道置换的介质。但是，采用氮气置换因空气、氮气、天然气存在压差及浓度差，空气及氮气，天然气及氮气间容易出现紊流扩散，且扩散过程还受管径、介质流速等多种因素的影响，氮气实际需求量很复杂。
针对此现状，我们以榆济管道为例，分析置换过程中注氨量影响因素，对天然管道中注氮量进行模拟计算，经验证结算的结果同现场数据结果基本吻合，预测的准确性强，可以作为
今后海底天然气管道用氮量的理论依据。 1工程实例
榆林一济南输气管道管线起于陕两榆林市的榆阳区，终于山东德州市的齐河县，输气管线全长1045km，管线共经过8 个地市、23个县区，设计输量为30亿方每年，预留的远期规模为40亿方每年。主管站段长约693.44km，设计压力 10MPa，管径Φ为711mm。管道沿线有9座工艺站场，32座阀室。管线要穿越多条河流，沿线的地形地貌极为复杂，多处存有极大落差，管道置换投入不确定大，风险因素多。
2置换步骤 2.1气质检测
在置换之前，从榆林站对上游的天然气取样化验，根据检验结果出具气质的合格报告，质量监管部门现场监督确认，合
格之后才能进气置换。 2.2发布投产指令
收稿日期：2015-11-05
作者简介：皮嘉立（1991-），男，重庆人，在读研究生，主要研究方向为油料装备设计。
·12万方数据
在确定具备投产条件之后，投产的领导小组要按照气质检测情况及投产的条件进行投产指令发布，置换现场的指挥小组对投产指令进行执行，各个小组在投产状态按照投产指令进行操作。
2.3置换作业期间的流程汇报
置换作业的期间，各阀室升压作业作业人员需先对氮气空气混气头、氮气-天然气混气头、纯氮气头、纯天然气头进行检测，检测后通知下游置换作业阀室，同时将检测报告汇报给现场的指挥分部，再由现场的指挥分部汇报给置换投产的领导小组。
置换作业的期间，在接到置换指令后，首端封存氮气站场在打开阀门同时还要对本段氮气的最后一个封存站场下达通知，同时向现场的投产的指挥部汇报。本段氮气的最后一个封存站场在接到通知后，即刻打开封存阀门，通知下游的置换站场，同时向现场的投产的指挥部及协调组汇报。
阀室的置换步骤
2.4
(1)置换投产的时侯，上楼桥、黄河东、方塌、安坪、土地
墙、杨家略、西源桐、北豆、孙家岗、任村、龙门的阀室要进行放空操作。阀室的阀门状态是：ESDV101、BV101、BV102、CV101、 CV102阀全开，预留头上的阀门需全部关闭，同时用盲板盲死。 PG101处在检测到空气氨气混气头时，需关闭CV102
(2)置换投产的时候，三道沟、黄河西阔室等剩余阀室要进行不放空操作。阀室的阀门状态是：ESDV101、BV101、 BV102、CV101阀全开，CV102阀门需全部关闭且预留头阀门也需全部关闭，同时用盲板盲死。仅PG101处需进行检测。
(3)注氮封存管道下游的阳高阀室、平遥分输站及刘千河阀室起隔离作用。阀室的阀门状态是：BV101、CV101阀全开，ESDV101、BV102、CV102阀门需全部关闭，预留头上的阀门需全部关闭，同时用盲板盲死。一旦接到封存氮气释放的指令需将ESDV101、BV102两个阀门同时打开，其余阀门的状态不变。阀室的置换简图如图1所示。
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品图1
阀室的置换简图