氮气置换在淄博—莱芜天然气管道中的应用研究

论文摘要

在天然气长输管道工程竣工投运过程中,为防止管道内天然气和空气混合,确保管道内天然气与空气混合比例不在爆燃极限范围内,投运前需对管道内空气进行置换。置换是管道投运过程中非常重要的环节,本文以淄博—莱芜天然气管道为研究对象,根据其置换投运范围,在对气体扩散理论、等分子扩散与菲克第二定律、非稳态扩散与菲克第二定律、扩散系数、紊流理论和层流的不稳定性及转捩等研究的基础上,结合置换方案,分析了紊态及扩散与气体混合关系和清管器隔离对气体流态及混气段的影响;论文对各种管道干燥技术进行了比较;确定了置换气体,对氮气置换技术和注氮技术方案进行了分析,并建立了氮气置换数学模型,并在淄博—莱芜天然气管道的各段管道中进行应用,即对注氮点、注氮流程、注氮技术参数、注氮设备、注氮施工准备和具体的氮气置换操作与置换施工进行了详细的布置和讨论,取得了很好的应用效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 第2章 淄博－莱芜天然气管道工程置换投运范围
• 2.1 淄博—莱芜管线地理位置及环境概况
• 2.2 线路部分
• 2.3 站场及阀室部分
• 第3章 置换目的及置换中需重要研究的问题
• 3.1 置换目的
• 3.2 置换中需要研究的若干问题
• 第4章 气体运动理论与置换方案的关系研究
• 4.1 气体扩散理论
• 4.1.1 分子扩散与菲克定律
• 4.1.2 稳态扩散与菲克第一定律
• 4.2 等分子扩散与菲克第二定律
• 4.3 非稳态扩散与菲克第二定律
• 4.4 扩散系数
• 4.4.1 气体中的扩散系数
• 4.4.2 其它扩散
• 4.5 紊流理论基础
• 4.5.1 紊流的特点
• 4.5.2 紊流切应力表达式
• 4.5.3 紊流切应力
• 4.5.4 紊流动量传递理论——普兰特混合长度理论
• 4.5.5 紊流的基本方程
• 4.5.6 紊流流速分布
• 4.6 层流的不稳定性及转捩
• 4.7 流态及扩散与气体混合关系的结论
• 4.8 清管器隔离对气体流态及混气段的影响分析
• 第5章 管道干燥和置换技术研究
• 5.1 管道干燥技术研究
• 5.1.1 干空气干燥法
• 5.1.2 真空干燥法
• 5.1.3 干燥剂干燥法
• 5.1.4 惰性气体氮气干燥法
• 5.1.5 净化天然气干燥法
• 5.1.6 几种干燥方法的比较
• 5.2 置换技术研究
• 5.2.1 是否采用氮气隔离置换方案
• 5.2.2 是否采用清管器隔离置换方案
• 5.2.3 置换技术方案
• 5.2.4 注氮技术方案
• 第6章：氮气置换实施方案在淄莱管线中的应用
• 6.1 注氮流程
• 6.2 注氮技术参数要求
• 6.3 注氮设备要求
• 6.4 注氮施工准备
• 6.5 周村站—辛庄阀室段注氮流程和操作方法
• 6.6 淄莱线氮气置换施工方案
• 6.6.1 置换速度的确定
• 6.6.2 管道置换步骤
• 6.6.3 周村站的氮气置换
• 6.6.4 周村站—淄川阀室—辛庄阀室—博山阀室—荣科阀室—祝家洼阀室管道的天然气置换
• 6.6.5 周村站天然气置换
• 6.6.6 莱芜站天然气置换
• 第7章 计算机自控系统
• 7.1 站控系统及SCADA系统的控制应用
• 7.2 置换模拟及INTOUCH实时监测
• 第8章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历和在学期间研究成果