天然气长输管道气体置换分析

【摘要】：近几年我国天然气行业迅猛发展,相继勘探开发了长庆、青海、新疆等大型气田,陕京线、靖西三线、长宁线、涩宁兰线,长呼线和西气东输管道等长输管道也先后建成投产,天然气长输管道建设投资大、造价高,所以为了确保天然气长输管道在投运及后期维修作业中人员、机具的安全需要使用惰性气体(一般为氮气)对天然气管道进行置换,待施工作业结束后还需进行天然气恢复生产置换作业。天然气置换过程是一项非常危险的工作,若置换不当或操作失误,可能发生重大安全事故,给人民群众的生命和财产造成损失,控制置换过程的唯一途径是控制置换过程的工艺参数,目前国内对置换作业过程无深入具体的研究,对工艺参数在天然气长输管道置换作业过程中的变化及产生的影响研究甚微,进行置换作业存在较大的盲目性,无法预测注氮量、置换时间,对管道内气体推进速率也无掌控,造成向管道内注入大量氮气依然无法检测合格(依然存在混气段),施工人员及机具长时间在现场等待无法进行施工,待施工结束后天然气置换过程中由于无法掌控置换速率,造成大量天然气外放,上述情况时有发生,浪费大量人力、物力和财力。所以本论文通过分析置换过程中气体在管道内的流动方式,确定气体在置换过程中工艺参数的变化情况,研究这些参数的变化对置换过程起到什么样的影响,通过置换参数的相关理论及计算方法进行研究,对置换过程进行优化。 【关键词】：长输管道 置换 优化 计算公式 靖西管道
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE973
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外天然气输气管道现状8-10
• 1.2.1 国外天然气输气管道现状8
• 1.2.2 国内天然气输气管道现状8-9
• 1.2.3 国内外长输管道气体置换技术研究现状9-10
• 1.3 研究内容及研究思路10-11
• 第二章 天然气长输管道置换过程气体流动分析11-20
• 2.1 气体扩散理论11-19
• 2.1.1 分子扩散研究11-12
• 2.1.2 菲克定律12-15
• 2.1.3 扩散系数15
• 2.1.4 紊流理论基础15-17
• 2.1.5 层流的不稳定性及转捩17-19
• 2.2 输气管道气态及混气段影响分析19-20
• 第三章 天然气长输管道置换工艺参数确定20-27
• 3.1 控制天然气长输管道工艺参数意义20
• 3.2 注氮和氮气置换工艺参数确定20-22
• 3.2.1 注氮温度20
• 3.2.2 注氮总量20-22
• 3.3 天然气置换工艺参数确定22-23
• 3.3.1 天然气置换推进速度的确定22
• 3.3.2 天然气置换所需流量和累计气量22-23
• 3.3.3 工艺参数控制23
• 3.4 置换检测方法23-24
• 3.4.1 氮气置换23
• 3.4.2 天然气置换23
• 3.4.3 检测时间确定23
• 3.4.4 注氮点及检测点选择23-24
• 3.5 常见置换方案的比较24-27
• 3.5.1 置换方法24
• 3.5.2 氮气隔离置换方案24-26
• 3.5.3 清管器隔离置换方案26
• 3.5.4 靖西三线（一期）管道置换方案26-27
• 第四章 天然气长输管道置换前管道干燥技术27-33
• 4.1 天然气长输管道置换前干燥意义27
• 4.2 天然气长输管道干燥要求27
• 4.3 天然气的主要干燥方法27-33
• 4.3.1 干空气干燥法27-30
• 4.3.2 真空干燥法30
• 4.3.3 干燥剂干燥法30-32
• 4.3.4 惰性气体氮气干燥法32
• 4.3.5 净化天然气干燥法32-33
• 第五章 氮气置换在靖西三线（一期）管道中的应用33-43
• 5.1 靖西天然气长输管道工程概况33-36
• 5.2 投气置换及试运行必备条件36
• 5.3 投产组织机构及目标36-37
• 5.4 靖西三线注氮流程和操作方法37-39
• 5.4.1 氮气置换空气形成隔离段37-38
• 5.4.2 天然气置换加氮气隔离38-39
• 5.5 靖西三线(一期)置换分析39
• 5.5.1 注氮点确定39
• 5.5.2 注氮温度39
• 5.5.3 天然气置换速度确定39
• 5.6 靖西三线(一期)置换工艺参数39-41
• 5.6.1 靖西三线(一期)氮气置换工艺参数39-40
• 5.6.2 靖西三线(一期)天然气置换工艺参数40
• 5.6.3 投气置换主要物资准备40-41
• 5.6.4 投气置换过程故障预测及处理措施41
• 5.6.5 升压试运行41
• 5.7 安全措施41-43
• 第六章 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-48
• 攻读学位期间发表的论文、专利、获奖等48-49

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