三、燃气直接置换法 此法操作过程是直接将燃气缓慢通人球罐替换出空气，管道氮气置换， 从而达 到置换目的。 当置换到一定程度时， 从排空管的采样口取样， 通过气相色谱 仪进行分析， 可以确定空气达到预定的置换标准， 置换宣告结束。 此方法的特点是比较简便也较经济， 但是具有一定的危险性。 因为在置换过程中， 球罐里必然要产生燃气与空气的混合气体， 并 且要经历---范围。对于纯来讲， 它的---为 5～ 15% ， 再考虑到其混合的不均匀性， 含量 45% 以下均应视为 危险区， 遇火源， 就要发生。为此必须严格控制， 采取各种安全 措施， ---无火种， 才能---渡过其“危险区”。 要---置换过程中， 没有任何火源---这---危险的混会气。 为此进行如下分析: 球罐的检查入孔、接管( 进出气管、排污管) 全部 是封闭的， 不可能由外部投入火种; 球罐封闭前进行了开罐检查、试 压、清扫等工序， 有时还搁置了一段时间， 内部不可能有残留火种; 罐内没有活动部件， 不可能因运动、撞击产生火花; 可能并需要 控制的就是随进罐流“带入”的火种。这种“带人”火种有两种: 一是高速气流会因“摩擦”产生静电。根据暖通资料及管道实际 吹扫经验， 确定将置换球罐用速度控制在 3m/s 以下并采用 流速计或 u 型压力表( 计) 观察球罐升压速度的办法来测量其充气 流速， 用阀门的开度来控制流速( 混气过程中控制阀前的压力要保 持稳定) 。 经上述分析、认识与措施， 说明球罐可用直接“置 换”; 即先少量充气置换后再投入运行。该法必须注意排除其危险 性， 方法较简单，管道 氮气置换， 经济合理。
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，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
2.2 单/双端注氮工艺总注氮时间规律及工艺优化
在单端注氮选择远端注氮工艺的情况下，管道氮气置换方案，单端注
氮工艺与双端注氮工艺对总注氮时间的影响仍与破损
口当量直径及位置相关，因此需要根据破损口当量直
径及位置优选单/双端注氮工艺。
2.2.1 破损口当量直径对单/双端注氮工艺总注氮时间
的影响
基于sps模型模拟计算，当破损口位置固定，破
损口直径对单/双端注氮工艺总注氮时间的影响如图 6
所示，其中破损口与注氮阀室的距离在双端注氮工艺
中指的是破损口与远端注氮阀室间的距离。
由图 6 可知，(1)当破损口位置一定时，单端注氮
工艺总注氮时间随破损口当量直径的增大而增大，长输管道氮气置换，而
双端注氮工艺总注氮时间则随破损口当量直径的增大
而减少；(2)同一破损口位置下，单端注氮工艺总注
氮时间曲线与双端注氮工艺总注氮时间曲线存在交点
(即临界破损口当量直径)，当破损口当量直径大于临
界直径时，双端注氮工艺总注氮时间较短，应选择双
端注氮工艺；反之，则应选择单端注氮工艺。
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