管道 氮气置换-管道氮气置换-念龙化工

管道事故应急抢修的氮气置换中，单/双端

注氮工艺优化的目标是总注氮时间。通过sps防

真，各注氮工艺的总注氮时间可以通过测量氮气开始

注入时间与模拟管道内完全被氮气取代时间的

差值获得。

2.1 单端注氮工艺远/近端注氮时间规律及工艺优化

单端注氮工艺的关键问题是选择注氮口位置，即

采用远端注氮或近端注氮。通过单端注氮sps模型，

对单端注氮过程进行了，固定破损口当量直径，

改变破损口位置距注氮口的距离。以此来研究破损口

位置与注氮口距离对总注氮时间的影响，管道氮气置换，结果如图 5

所示。

在相同的破损口当量直径下，全管段完成氮气置

换的总注氮时间随破损口与注氮阀室距离的增加而减

少，因此，单端注氮时应采取远端注氮工艺。

但值得注意的是，氮气与界面到达破损口

所需时间随破损口与注氮阀室距离的减小而减少。如

果能利用通过破损口一段距离后的氮气隔离管内天燃

气，选择近端注氮的时间更短，且所消耗氮气量也将

大幅度减小。但选用该方案必须---隔离段氮气长度

足够---施工期安全，具体隔离段长度的要求需要进

一步的研究确定，暂不在本中讨论。

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。