一、惰性气体置换法 用惰性气体先置换球罐里的空气， 再用置换球罐里的惰 性气体。即把惰性气体作为置换中间介质， 这里所说的“惰性气体” 是指既不可燃又不可助燃的---气体。如氮气( n2 或液氮) 、二氧化 碳( co2) 、烟气等， 均可以采用。 此法具体操作过程是先将惰性气体充满球罐， 加压到一定程度 置换出空气， 直至罐时惰性气体的浓度达到预定的置换标准为止; 然后再以燃气充满球罐， 同样加压到一定程度置换出惰性气体， 从 而完成置换程序。此法操作复杂、烦琐反复进行两次换气， 不仅耗用 大量惰性气体还耗用大量的燃气发生费用较高，管道氮气置换， 其换气时间长，管道 氮气置换， 工 作量大， 既不经济且费事。但是它可以---进人罐内的燃气不会与 罐内空气接触， 不会形成具有的混合气体。因此此法---性好， 安全系数高， 成功性大。对于本身有制气( 惰性气体) 手段和条件的 工业、燃气行业普遍采用这一成熟的传统置换方案。用水先置换球罐里的空气， 再用置换球罐里的水。即把 水作为置换中间介质。 此方法操作过程是先将球罐灌满水以水排尽罐内空气， 然后再 排掉水同时充入燃气， 待罐内水排尽时也充满， 置换就完成 了。因为此法不但---了进入罐内的不会与罐内空气接触， 不会产生具有性的混合气体， 安全---; 而且水比其它惰 性气体便宜得多， 也很容易解决。而对于储配站内一般都设置了消 防水池( 栓) 、消防泵房， 充足的储水量以及配备的双电源等， 这些给 水置换带来了---的条件。
工艺操作步骤
传统注氮置换方法的工艺操作步骤（图 1）如下：
（1）关闭甲、乙站场（阀室）线路截断阀 01、11，放
空阀 02、13；打开放空阀 03、04、12、14 对管内放
空至微正压，天燃气管道的氮气置换，关闭放空阀 04、14。 （2）在甲站场（阀室）注氮阀 05 处注入氮气，打开
乙站场（阀室）放空阀 14 进体排放，并在放空阀
12 前压力表接口处进行可燃气体检测，当浓度
低于下限的 25％时，持续检测 10 min，若无异常，
停止注氮。
（3）在碰口点 a 和 b 处无火花打孔检测可燃气体
含量，当浓度低于下限的 25％时，确认管
内已全部置换合格，关闭放空阀 03、12、14。 （4）对碰口点 a 和 b 处管道进行动火切割，并对
碰口点 a 的上游和碰口点 b 的下游管内放入橡胶隔
离球（充入瓶装氮气）和黄油墙进行封堵，进行新旧管
道碰口焊接施工。
（5）焊缝拍片检测合格后，在恢复生产置换
时，由于隔离球至站场（阀室）之间封存有氮气，采用天
燃气置换加氮气隔离的气推气置换技术将新建管道内
空气置换干净[5]，后续进行清管作业将隔离球清出。
中间注氮置换方法
应急抢修中氮气置换sps模型
根据sps建模流程[9-11]，单端注氮sps模型如图
3 所示，整个管段设置阀室 2 座。由于在事故抢修工
况下上下游管道均通过阀室截断，故在模拟氮气置换
过程时，上下游阀室通过截断阀(b_jdf1、b_jdf2)
截断气源进出。注氮阀室通过注氮管线模拟注入氮
气，通过注氮口(e_n2_1)进行流量和压力控制。放空
阀室通过放空管线模拟放空，放空口(e_fk)采用大
气压力和声速---控制放空流量。通过控制模拟节流
阀(mooe_1)的开度来模拟破损口当量直径，末端(e_
p5)采用---压力和声速---控制泄漏流量。
双端注氮sps模型如图 4 所示。氮气置换过程中
注氮阀室上下游管线均通过截断阀(b_jdf1、b_jdf2)
截断。两端阀室均通过注氮管线模拟注氮，通过注氮
口(e_n2_1、e_n2_2)进行流量和压力控制。破损口
通过控制模拟节流阀(mooe_1)的开度来模拟破损口
当量直径，末端(e_p5)采用---压力和声速---控制
泄漏流量。
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