2.3 单/双端注氮工艺优化“转换相图”
通过分别研究*损口当量直径和*损口位置对总
注氮时间的影响可知，单/双端注氮方式的选择存在临
界*损口当量直径和*损口位置。以临界点对应的*
损口当量直径与管径的比值为纵坐标，以*损口离注
氮阀室的距离与两端阀室距离的比值为横坐标，可得
如图 8 所示的单/双端注氮工艺“转换相图”。由“转
换相图”可知，存在一条临界“转变”线，*损口特
征位于“转变”线以上区域(A区域)时，管道氮气置换，选择双端注
氮工艺；损口特征位于“转变”线以下区域(B区域)
时，则选择单端注氮工艺。在B区域内，还存在一
个C区域，*损口当量直径与管径比(*损口孔径比)
小于 9.9%的区域，在该区域内，无论*损口位于何
处，*损口综合特征均处于“转变线”以下，即*损
口孔径比小于 9.9%时，需选择单端注氮工艺。在A区
域内，存在一个D区域，*损口孔径比大于 13.8%的
区域，在该区域内，燃气管道氮气置换氧含量，无论*损口位于何处，*损口综
合特征均处于“转变线”以上，即*损口孔径比大于
13.8%需选择双端注氮工艺。
通过该“转变相图”，工程技术人员可根据*损口
综合特征(*损口距注氮阀室距离、*损口孔径比)查
找相应管道的经验相图选择注氮工艺，有助于工
程技术人员在管道事故应急抢修时快速优选氮气置换
方案，提高氮气置换环节的运行质量。
长输管道氮气置换
3．1 回油前准备工作 回油 前 需要 掌握 的管道 资 料包 括 ：管 道 高程 、里 程、埋深、承压能力、穿跨越情况、结蜡、腐蚀、变形、动 火 改造及 维抢修 资料等 。需要确 定 的内容包括 ：回油 方 式 (正 向推 球或反 向推球 )、氮气 源类 型、氮气用 量、 氮气注入压 力、清管器推进 速度及 置换的回收等。 由于置 换 回油 过程为特 殊操作 ，需要制定 详细 的作业 计划与应急预案 。 作业 前需要完 成施工 作业坑 的开挖 、氮 气设备 的 运输 、注氮 装置 的安装 、发射 机与跟器 的试 验 ，以及 截断阀门的内漏测试与维护**等。为了防止作业时 因刮风、跟踪仪受干扰误报 、回油监测 点的管道埋深大 于的接收范围等因素影响跟球效果，而无法及 时准 确判断清管器位置，采用在关键跟点 (如埋深过 深 、穿越河流 位置、管 体存 在变形 位置)管道上 方开挖 作业 坑 ，直至 露 出管 道，安排 人员在坑 内跟 的方式， 确保停球位置 的准 确性。对于管道 内检测报告 中提及 的重 点腐蚀 区域和管 体变形较 严重 的管段，可 能影 响 清管器 的正常通过 ，应在这些 区域设置**监测点。 若 管道结蜡 严重 ，还 需发送钢刷 清管器 对管 内壁 杂质和蜡进行清管作业，防止杂质影响隔离用清管器 的密封情况 。 在实施 过程 中，管道 的停输操作 是一个 关键性 因 素，当清 管器到达 需要停球 位置前 需立 即执 行停输操 作 ，一旦停输滞后或过早 ，会造成清管器越过停球 点或 剩余 回油量增加 ，影 响后 续改造动火 作业 。为 确保该 信 息反馈 的畅通 ，在 作业前 对可能发 生 的移 动手机信 号中断、控制室座机掉线等各种因素进行预想和沟通 演 练 。在停 输前通 过座机 、手机及 星 电话 3种 通讯 方 式同时联络 ，确保信 息的可靠传输 。
随着我国管道建设的迅速发展，管
道事故也逐渐增多[1]。管道事故的应急抢修是
针对管道事故的特征采取相应的技术方案，对
事故进行控制并**生产的重要环节，越来越受到天
燃气输运企业的重视。
管道事故的应急抢修一方面要求迅速控制
事故现场，快速**管道正常运行；另一方面
又要求在应急抢修过程中保证施工安全，避免引发次
生事故[2]。因此，在目前的技术手段下，为了提高天
燃气管道事故应急抢修过程的安全性，对于停输换管
等抢修方案，在放空后进行全管段氮气置换成
为一个重要的抢修流程，在川气东送、西气东输等管
道的部分应急抢修方案中得到应用[3-4]。
目前，对氮气置换工艺的研究主要集中在投产阶
段的氮气置换[5-7]，对应急抢修过程中的氮气置换流程
则主要依据施工经验进行选择。但是一方面，管道事
故应急抢修中的氮气置换工艺不同于投产过程，有其
独有的规律与特征：(1)应急抢修对施工时间有特殊要
求，因此氮气置换过程**关注总置换时间；(2)应急
抢修中存在*损点，氮气置换过程有 2 个出口，置换
规律受*损口位置、大小等影响[5]。另一方面，长输管道氮气置换，施工
经验依据的是管道稳态输运状态下的静态估算结果，
而吴长春的研究结果[8]表明，燃气管道氮气置换方案，管道气体输送的静态估
算结果与动态模拟过程存在一定的偏差。
因此，本文基于SPS建立了有*损口的长输管道
模型，通过动态模拟不同工艺条件、不同事故条件下
的氮气置换过程，研究应急抢修过程中的氮气置换时
间规律，对应急抢修过程中的氮气置换工艺进行优选。
念龙化工(图)-燃气管道氮气置换氧含量-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是河南 郑州 ,工业气体的企业，多年来，公司贯彻执行科学管理、创新发展、诚实守信的方针，满足客户需求。在念龙化工**携全体员工热情欢迎各界人士垂询洽谈，共创念龙化工更加美好的未来。
