天燃气管道氮气置换
所需的计算时间、收敛速度等方面，四边形网格均优于三角形网格，所以本文选用四边形网格。建立模型时忽略道的保温层和防腐层，忽略壁厚，道内气体置换过程是在常温下，而且流速较慢，道壁面可以认为是常温(环境温度)。在划分好的网格局部放大图如图1所示(采用IntervalCount分段方式，Ratio的节点距离比为1)。图中上下蓝色线段代表道壁面，虽然网格轴向距离划分较稀疏，但不影响本次模拟。图1计算区域网格局部放大图Fig.1Partialenlargementofgridcomputingarea1.3湍流模型湍流模型中应将“计算的度和计算所需时间”作为选取模型的标准。国内学者付春丽曾进行模拟并得出结论:Reynolds-Stress模型不适用于长输管道氮气置换数值模拟，因为此模型计算量，比k-模型要多消耗50%~60%CPU和15%~20%内存，收敛难度大，所以应从剩下三个k-模型中选择。其中标准k-模型的CPU消耗时间比Realizablek-模型少11%，比RNGk-模型少20%，但三者计算精度没有太大差异。因此，本文长输管道氮气置换采用标准k-模型进行湍流流场的数值模拟[5]。1.4边界条件设置边界条件时应考虑实际计算机运算速度和适用于所选择的模型。置换中的空气和氮气都是可压缩气体，管道置换氮气，将氮气进入管线的进口设置为速度进口将管线的出口设置为自由出口内选取壁面边界1求**设置黏度利用理想气体混合定律，密度的计算公式使用理想气体，并将其应用于组分运输模型中。采用一阶隐式的非定常分离求**，PISO压力速度耦合算法，管道氮气置换，时间步长设置为0.1s，每一个时间步的迭代次数为20次。2数值模拟及分析从图2中可以看到，其余条件不变的条件下，随着直径的增加，也增大了对流扩散系数
天燃气管道氮气置换
氮气干燥原理和干空气干燥原理相同 ，它们 大区别在于氮气的含湿量比干空气含湿量低得多 ， 氮气带走管道内残留水的速度比干空气快得多。液 氮经汽化加热后 ，其中水分含量低于 1 ×10 - 6 ，相当 于 - 75 ℃时对应的水分含量 ;而为 - 40 ℃的干空气对应水分含量为 126. 8 ×10 - 6 (实际上 ， 在现场施工过程中干空气的低于 - 40 ℃是较 难实现的 ，有的则直接用压缩空气来充当干空气) 。 干空气干燥系统主要由高压大排量移动式空压机、 风冷型空气冷却器、微热变压吸附式再生空气 干燥器、粉尘过滤器、便携式仪、清管器等设备 组成[5 - 6 ] 。设备多 ，噪声大 ，干空气流量相对较小 ， 作业时间长。氮气干燥所需机具设备有 :液氮槽车、 车载空气汽化器、水浴式加热炉、发电机、便携式露 店仪、清管器等。与氮气置换设备相比 ，管道氮气置换，只需增加便 携式仪 ，具有设备少 ，噪声小 ，氮气流量大 ，作业 速度快的优点。采用液氮汽化氮气干燥工艺 ，管道 干燥与氮气置换一并进行 ，既可减少工期 ，又可降低 工程**。
力在不断地变化，因此清管器运行速度难以得到控制。结合国内西一线、涩宁兰等输气管道投产经验，可知加清管器置换并未达到隔离气体、减少混气量的目的。根据实践经验对这３种输气管道置换方案应用效果进行对比总结，各种方案的优缺点如表１所示。 表１ 常用置换方案比较表方 案 优 点 缺 点 加清管器有氮气置换 ①各组分彼此**；②系统置换安全；③技术操作难度低 ①氮气需求量大，费用高；②受地形等因素影响大，易增加混气长度 无隔离器氮气置换 ①与空气隔离，安全；②速度易控、操作简单、费用低；③受地形及管道安装影响小；④有利于保持管道干燥程度 ①管道每个区域没有相对的**性；②扩散速度受压力温度和置换速度影响 加隔离器无氮气置换 ①比较经济；②清管器能清除管线内污物；③便于了解管线内部的实际情况 ①不易操作，操作复杂；② **系数较高，投产时间长 ２一维氮气置换模型 管道在置换过程中，由于两种气体存在着速度梯度和浓度梯度，在分子扩散和对流扩散的作用下（主要是对流作用），在接触界面会发生质量传递，即混气，如图１所示。 由于管道的直径和长度相比可以忽略不计，所以可以假设沿径向分布均匀，并且不存在径向浓度梯度。将空气视为单一物质，用一维对流扩散方程描述管内断面混气平均浓度分布，其方
念龙化工(在线咨询)-管道氮气置换由郑州念龙化工产品有限公司提供。郑州念龙化工产品有限公司坚持“以人为本”的企业理念，拥有一支技术过硬的员工**，力求提供更好的产品和服务回馈社会，并欢迎广大新老客户光临惠顾，真诚合作、共创美好未来。念龙化工——您可信赖的朋友，公司地址：郑州市二七区马寨镇东方路7号院内，联系人：张经理。
所需的计算时间、收敛速度等方面，四边形网格均优于三角形网格，所以本文选用四边形网格。建立模型时忽略道的保温层和防腐层，忽略壁厚，道内气体置换过程是在常温下，而且流速较慢，道壁面可以认为是常温(环境温度)。在划分好的网格局部放大图如图1所示(采用IntervalCount分段方式，Ratio的节点距离比为1)。图中上下蓝色线段代表道壁面，虽然网格轴向距离划分较稀疏，但不影响本次模拟。图1计算区域网格局部放大图Fig.1Partialenlargementofgridcomputingarea1.3湍流模型湍流模型中应将“计算的度和计算所需时间”作为选取模型的标准。国内学者付春丽曾进行模拟并得出结论:Reynolds-Stress模型不适用于长输管道氮气置换数值模拟，因为此模型计算量，比k-模型要多消耗50%~60%CPU和15%~20%内存，收敛难度大，所以应从剩下三个k-模型中选择。其中标准k-模型的CPU消耗时间比Realizablek-模型少11%，比RNGk-模型少20%，但三者计算精度没有太大差异。因此，本文长输管道氮气置换采用标准k-模型进行湍流流场的数值模拟[5]。1.4边界条件设置边界条件时应考虑实际计算机运算速度和适用于所选择的模型。置换中的空气和氮气都是可压缩气体，管道置换氮气，将氮气进入管线的进口设置为速度进口将管线的出口设置为自由出口内选取壁面边界1求**设置黏度利用理想气体混合定律，密度的计算公式使用理想气体，并将其应用于组分运输模型中。采用一阶隐式的非定常分离求**，PISO压力速度耦合算法，管道氮气置换，时间步长设置为0.1s，每一个时间步的迭代次数为20次。2数值模拟及分析从图2中可以看到，其余条件不变的条件下，随着直径的增加，也增大了对流扩散系数
天燃气管道氮气置换
氮气干燥原理和干空气干燥原理相同 ，它们 大区别在于氮气的含湿量比干空气含湿量低得多 ， 氮气带走管道内残留水的速度比干空气快得多。液 氮经汽化加热后 ，其中水分含量低于 1 ×10 - 6 ，相当 于 - 75 ℃时对应的水分含量 ;而为 - 40 ℃的干空气对应水分含量为 126. 8 ×10 - 6 (实际上 ， 在现场施工过程中干空气的低于 - 40 ℃是较 难实现的 ，有的则直接用压缩空气来充当干空气) 。 干空气干燥系统主要由高压大排量移动式空压机、 风冷型空气冷却器、微热变压吸附式再生空气 干燥器、粉尘过滤器、便携式仪、清管器等设备 组成[5 - 6 ] 。设备多 ，噪声大 ，干空气流量相对较小 ， 作业时间长。氮气干燥所需机具设备有 :液氮槽车、 车载空气汽化器、水浴式加热炉、发电机、便携式露 店仪、清管器等。与氮气置换设备相比 ，管道氮气置换，只需增加便 携式仪 ，具有设备少 ，噪声小 ，氮气流量大 ，作业 速度快的优点。采用液氮汽化氮气干燥工艺 ，管道 干燥与氮气置换一并进行 ，既可减少工期 ，又可降低 工程**。
力在不断地变化，因此清管器运行速度难以得到控制。结合国内西一线、涩宁兰等输气管道投产经验，可知加清管器置换并未达到隔离气体、减少混气量的目的。根据实践经验对这３种输气管道置换方案应用效果进行对比总结，各种方案的优缺点如表１所示。 表１ 常用置换方案比较表方 案 优 点 缺 点 加清管器有氮气置换 ①各组分彼此**；②系统置换安全；③技术操作难度低 ①氮气需求量大，费用高；②受地形等因素影响大，易增加混气长度 无隔离器氮气置换 ①与空气隔离，安全；②速度易控、操作简单、费用低；③受地形及管道安装影响小；④有利于保持管道干燥程度 ①管道每个区域没有相对的**性；②扩散速度受压力温度和置换速度影响 加隔离器无氮气置换 ①比较经济；②清管器能清除管线内污物；③便于了解管线内部的实际情况 ①不易操作，操作复杂；② **系数较高，投产时间长 ２一维氮气置换模型 管道在置换过程中，由于两种气体存在着速度梯度和浓度梯度，在分子扩散和对流扩散的作用下（主要是对流作用），在接触界面会发生质量传递，即混气，如图１所示。 由于管道的直径和长度相比可以忽略不计，所以可以假设沿径向分布均匀，并且不存在径向浓度梯度。将空气视为单一物质，用一维对流扩散方程描述管内断面混气平均浓度分布，其方
念龙化工(在线咨询)-管道氮气置换由郑州念龙化工产品有限公司提供。郑州念龙化工产品有限公司坚持“以人为本”的企业理念，拥有一支技术过硬的员工**，力求提供更好的产品和服务回馈社会，并欢迎广大新老客户光临惠顾，真诚合作、共创美好未来。念龙化工——您可信赖的朋友，公司地址：郑州市二七区马寨镇东方路7号院内，联系人：张经理。
