天然气长输管道气体置换分析

摘要

近几年我国天然气行业迅猛发展，相继勘探开发了长庆、青海、新疆等大型气田，陕京线、靖西三线、长宁线、涩宁兰线，长呼线和西气东输管道等长输管道也先后建成投产，天然气长输管道建设投资大、造价高，所以为了确保天然气长输管道在投运及后期维修作业中人员、机具的安全需要使用惰性气体（一般为氮气）对天然气管道进行置换，待施工作业结束后还需进行天然气恢复生产置换作业。
　　天然气置换过程是一项非常危险的工作，若置换不当或操作失误，可能发生重大安全事故，给人民群众的生命和财产造成损失，控制置换过程的唯一途径是控制置换过程的工艺参数，目前国内对置换作业过程无深入具体的研究，对工艺参数在天然气长输管道置换作业过程中的变化及产生的影响研究甚微，进行置换作业存在较大的盲目性，无法预测注氮量、置换时间，对管道内气体推进速率也无掌控，造成向管道内注入大量氮气依然无法检测合格（依然存在混气段），施工人员及机具长时间在现场等待无法进行施工，待施工结束后天然气置换过程中由于无法掌控置换速率，造成大量天然气外放，上述情况时有发生，浪费大量人力、物力和财力。所以本论文通过分析置换过程中气体在管道内的流动方式，确定气体在置换过程中工艺参数的变化情况，研究这些参数的变化对置换过程起到什么样的影响，通过置换参数的相关理论及计算方法进行研究，对置换过程进行优化。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外天然气输气管道现状

1．2．1 国外天然气输气管道现状

1．2．2 国内天然气输气管道现状

1．2．3 国内外长输管道气体置换技术研究现状

1．3 研究内容及研究思路

第二章 天然气长输管道置换过程气体流动分析

2．1 气体扩散理论

2．1．1 分子扩散研究

2．1．2 菲克定律

2．1．3 扩散系数

2．1．4 紊流理论基础

2．1．5 层流的不稳定性及转捩

2．2 输气管道气态及混气段影响分析

第三章 天然气长输管道置换工艺参数确定

3．1 控制天然气长输管道工艺参数意义

3．2 注氮和氮气置换工艺参数确定

3．2．1 注氮温度

3．2．2 注氮总量

3．3 天然气置换工艺参数确定

3．3．1 天然气置换推进速度的确定

3．3．2 天然气置换所需流量和累计气量

3．3．3 工艺参数控制

3．4 置换检测方法

3．4．1 氮气置换

3．4．2 天然气置换

3．4．3 检测时间确定

3．4．4 注氮点及检测点选择

3．5 常见置换方案的比较

3．5．1 置换方法

3．5．2 氮气隔离置换方案

3．5．3 清管器隔离置换方案

3．5．4 靖西三线(一期)管道置换方案

第四章 天然气长输管道置换前管道干燥技术

4．1 天然气长输管道置换前干燥意义

4．2 天然气长输管道干燥要求

4．3 天然气的主要干燥方法

4．3．1 干空气干燥法

4．3．2 真空干燥法

4．3．3 干燥剂干燥法

4．3．4 惰性气体氮气干燥法

4．3．5 净化天然气干燥法

第五章 氮气置换在靖西三线(一期)管道中的应用

5．1 靖西天然气长输管道工程概况

5．2 投气置换及试运行必备条件

5．3 投产组织机构及目标

5．4 靖西三线注氮流程和操作方法

5．4．1 氮气置换空气形成隔离段

5．4．2 天然气置换加氮气隔离

5．5 靖西三线(一期)置换分析

5．5．1 注氮点确定

5．5．2 注氮温度

5．5．3 天然气置换速度确定

5．6 靖西三线(一期)置换工艺参数

5．6．1 靖西三线(一期)氮气置换工艺参数

5．6．2 靖西三线(一期)天然气置换工艺参数

5．6．3 投气置换主要物资准备

5．6．4 投气置换过程故障预测及处理措施

5．6．5 升压试运行

5．7 安全措施

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文、专利、获奖等