氮气置换在天然气管道中的应用

作者：杨文辉马利

来源：《硅谷》2013年第08期

摘要在天然气长输管道工程竣工的运营过程中，为了防止空气和天然气在管道内的混合，以确保管道内的混合气体不会发生爆炸，空气置换此时就显得非常需要。置换是在管道的运行过程中一个非常重要的环节，本文比较了常用的几种管干燥技术，对注氮技术方案和氮气置换技术进行了分析，取得了良好的可用于工程实际的结论。

关键词干燥；天然气；管道；注氮技术；氮气置换

中图分类号：TE88 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-149-01

1 天然气管道工程置换的目的

天然气是一种容易爆炸的气体。在以下两种情况中，天然气是不会燃烧的。其一，在空气中的浓度小于某一临界值并且热损失大于氧化产生的热量；其二，其浓度虽然超过一定值，但是没有氧气。点火的限制也被称为爆炸的极限。

防止管道内天然气与空气的混合是置换的唯一目的，如果天然气的含量超出了管道的爆炸极限，遇到火花则会爆炸。因此，在新的管道运行过程中进行置换就显的很有必要性，以避免爆炸，增加天然气管道的安全保障。

2 天然气管道置换过程中需要研究的问题

1）置换指的是使管道气体保持稳定，主要是指空气中的氧气。置换的顺序是：干燥的空气更换潮湿的空气、氮气置换干燥的空气、天然气置换氮气，使管道内充满充满可使用的天然气。在置换的过程中，最重要的一点是要保证管道中的空气、天然气、氮气三者混合气体中的氧气含量低于某一个数值，但是这样就会这就产生一个问题，即在什么情况下气体混合，其研究实质是研究扩散理论和流动模式。

2）如何控制充气参数及充气速度，无论是在对流动和扩散影响的入口技术参数，如何影响和替代效应，这需要研究。

3）置换采用不能参与燃烧且具有很强稳定性的气体，但也考虑在这上面的开销。一般而言，使用惰性气体的费用相对较高，但惰性气体的效果比其它的气体也好。但氮稳定气成本相对较低。因此，调试置换使用氮气代替其他气体的天然气管道。

3 对存在问题的分析