燃气管道氮气置换施工工法江苏天力建设有限公司1前言燃气管道安装完成以后，应进行强度试验、严密性试验、清管和干燥。对于没有立即投入运行的管道，为防止外界湿气重新进入管道，以保证管道处于良好的待用状态，应在管道内注入氮气,即用高纯度的氮气将管道内的空气置换掉，并且要求管道内的氮气压力为微正压。氮气是一种无色无味气体，常温下无化学活性，不会与其它物质化合。燃气管道在投运前用氮气置换空气，主要基于两个因素:1）直接用天然气置换空气危险性较大;2）管道内充满氮气，则管道不易氧化，即起到了保护管道的作用。我公司依据多年来多项工程的氮气置换施工工艺,制订本施工工法。2工法特点2。1确定氮气一清管球一空气的置换工艺。2。2确定氮气置换的工艺参数。（需用氮气总量;注入氮气的温度、压力；氮气置换的速度；）2.3确定氮气置换的合格指标。2.4置换效果好。2。5可操作性强.2.6安全，无环境影响。3适用范围本工法适用于需用氮气置换的各类压力管道（GA类、GB类、GC类）和各种材质的管道（金属类、非金属类）4置换原理利用带有压力的氮气推动海绵清管球，海绵清管球再推动管内空气，海绵清管球抵至被置换管道的末端，即置换基本完成。5施工工艺流程及操作要点5.1氮气置换工艺流程压力乱卩1湿废表T1图1氮气置换工艺流程图氮气置换可以有两种方式：1）气推气;2）气推球,球推气。我们认为,对于新建较长距离、具有收、发球装置、经过清管和干燥的燃气管道,适合采用第二种置换方式，即气推球，球推气。其优点是高效、直观、节能，缺点是需用氮气压力较大.5.2氮气置换的工艺参数5.2。1注入氮气的温度、压力1）注入氮气的温度注入氮气的温度不宜过低。过低的温度一方面会影响管材的低温强度（低温脆性），另一方面易使阀门等设备的密封产生泄漏。因此，进入管道的氮气温度不得低于5°C,宜控制在5〜20°C。2）注入氮气的压力兼顾推动海绵清管球和管道内应保持微正压，该压力值取0°15~0.2MPa（表压）.5.2。2需用氮气总量：1）氮气的比容（卩）按照克拉伯龙方程式：PM=pRT即p=PM/RT式中：P表示密度P表示压强P=0。15MPaM表示分子量，氮气的分子量为28.0134R气体常数=8。314帕•米3/摩尔•kT表示绝对温度=273。15+5=278.15k通常以充氮后的表压0。15MPa（温度以5°C）来计算，则此时的氮气密度为:PN=PM/RT=150000X28.0134^（8。314X278.15）=1.817kg/m32考虑到置换过程的气体混合、排放、体积误差等因素，取损耗系数为1.3则有:1000kg三（1.817X1。3）kg/m?心400m3即：在此工况下的氮气比容卩=400m3/吨液氮2）需用液氮总量Q=V/U式中：V为被置换管道的总容积；Q为液氮的吨位。例：靖江新建燃气管道,DN400,L：25km,置换需用氮气量计算：Q=V/u=0。22X3.14X25000三400=7.85（吨液氮）心8（吨液氮）5。2.3氮气置换的速度及控制方法置换速度不宜太快，太快则易导致液氮未完全汽化而使得氮气的温度过低，（严重时可使汽化器至输氮连接管道全部结霜.）通常以汽化器的1/2散热盘管有结霜层为宜。置换速度同时应与汽化器的功率匹配。一般以1.2〜1。5吨液氮/小时为宜。其控制方法：调整V1开度以控制液氮汽化速度，调整V2开度以控制置换速度。5。2。4氮气置换的合格指标1）合格指标：末端排放口含氧量W2%；2）检测仪器：便携式含氧量测试仪（应在鉴定合格有效期内）；3）检测频次和判别:连续3次、每次间隔5分钟，均低于2％为合格。4）管内压力：为保证微正压，取P（N）=0.15MPa25.3操作过程和操作要点（本节需补照片）5.3.1编制置换施工方案，报请业主和监理审批；5。3。2按图1接好置换管道和仪表,将海绵清管球放入发球装置，被置换管道上的阀门均置于开启状态,检查无误;5。3.3检查液氮槽车状况;5.3。4打开槽车泄放阀和阀门V1，观察汽化器的状况,用点温计测量汽化器出口及V2两端的温度大于5°C；图红外线点温仪检测温度5.3。5打开阀门V2,开始注氮，观察发球装置温度计T1,不得小于5°C,以VI和V2的开度调整之；图向管道内注入氮气5。3。6全线巡检；5.3。7待到预计置换时间，观察P1和P2具有压力，打开末端收球装置的排放口阀门V3,用便携式含氧量测试仪检测，直至达标:连续3次、每次间隔5min,含...
