管道置换-念龙化工-管道 置换

天燃气管道置换
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。置换中的空气和都是可压缩气体，将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求解器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解器，PISO压力速度耦合算法，管道置换，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

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，打开

乙站场（阀室）放空阀 14 进体排放，管道置换，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）和黄油墙进行封堵，燃气管道置换氧含量，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，采用天

燃气置换加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