/燃?xì)夤艿赖獨(dú)庵脫Q施工工法江蘇天力建設(shè)有限公司前言燃?xì)夤艿腊惭b完成以后，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)、清管和干燥。對于沒有立刻投入運(yùn)行的管道，為防止外界濕氣重新進(jìn)入管道，以保證管道處于良好的待用狀態(tài)，應(yīng)在管道內(nèi)注入氮?dú)猓从酶呒兌鹊牡獨(dú)鈱⒐艿纼?nèi)的空氣置換掉，并且要求管道內(nèi)的氮?dú)鈮毫槲⒄龎骸５獨(dú)馐且环N無色無味氣體，常溫下無化學(xué)活性，不會和其它物質(zhì)化合。燃?xì)夤艿涝谕哆\(yùn)前用氮?dú)庵脫Q空氣，主要基于兩個因素：1）干脆用自然氣置換空氣緊急性較大；2）管道內(nèi)充溢氮?dú)猓瑒t管道不易氧化，即起到了愛惜管道的作用。我公司依據(jù)多年來多項(xiàng)工程的氮?dú)庵脫Q施工工藝，制訂本施工工法。工法特點(diǎn)2.1確定氮?dú)狻骞芮颉諝獾闹脫Q工藝。2.2確定氮?dú)庵脫Q的工藝參數(shù)。（需用氮?dú)饪偭浚蛔⑷氲獨(dú)獾臏囟取毫Γ坏獨(dú)庵脫Q的速度；）2.3確定氮?dú)庵脫Q的合格指標(biāo)。2.4置換效果好。2.5可操作性強(qiáng)。2.6平安，無環(huán)境影響。適用范圍本工法適用于需用氮?dú)庵脫Q的各類壓力管道（GA類、GB類、GC類）和各種材質(zhì)的管道（金屬類、非金屬類）。置換原理利用帶有壓力的氮?dú)馔苿雍＞d清管球，海綿清管球再推動管內(nèi)空氣，海綿清管球抵至被置換管道的末端，即置換基本完成。施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1氮?dú)庵脫Q工藝流程圖1氮?dú)庵脫Q工藝流程圖氮?dú)庵脫Q可以有兩種方式：1）氣推氣；2）氣推球，球推氣。我們認(rèn)為，對于新建較長距離、具有收、發(fā)球裝置、經(jīng)過清管和干燥的燃?xì)夤艿溃m合接受其次種置換方式，即氣推球，球推氣。其優(yōu)點(diǎn)是高效、直觀、節(jié)能，缺點(diǎn)是需用氮?dú)鈮毫^大。5.2氮?dú)庵脫Q的工藝參數(shù)注入氮?dú)獾臏囟取毫ψ⑷氲獨(dú)獾臏囟茸⑷氲獨(dú)獾臏囟炔灰诉^低。過低的溫度一方面會影響管材的低溫強(qiáng)度（低溫脆性），另一方面易使閥門等設(shè)備的密封產(chǎn)生泄漏。因此，進(jìn)入管道的氮?dú)鉁囟炔坏玫陀?℃，宜限制在5～20℃。注入氮?dú)獾膲毫骖櫷苿雍＞d清管球和管道內(nèi)應(yīng)保持微正壓，該壓力值取0.15～0.2MPa（表壓）。需用氮?dú)饪偭浚?）氮?dú)獾谋热荩é蹋┮罁?jù)克拉伯龍方程式：PM=ρRT即ρ=PM/RT式中：ρ表示密度P表示壓強(qiáng)P=0.15MPaM表示分子量，氮?dú)獾姆肿恿繛?8.0134R氣體常數(shù)=8.314帕·米3/摩爾·kT表示確定溫度=273.15+5=278.15k通常以充氮后的表壓0.15MPa（溫度以5℃）來計(jì)算，則此時的氮?dú)饷芏葹椋害袾2=PM/RT=150000×28.0134÷（8.314×278.15）=1.817kg/m3考慮到置換過程的氣體混合、排放、體積誤差等因素，取損耗系數(shù)為1.3，則有：1000kg÷（1.817×1.3）kg/m3≈400即：在此工況下的氮?dú)獗热荭?400m2）需用液氮總量Q=V/μ式中：V為被置換管道的總?cè)莘e；Q為液氮的噸位。例：靖江新建燃?xì)夤艿溃珼N400，L：25km，置換需用氮?dú)饬坑?jì)算：Q=V/μ=0.22×3.14×25000÷400=7.85（噸液氮）≈8（噸液氮）氮?dú)庵脫Q的速度及限制方法置換速度不宜太快，太快則易導(dǎo)致液氮未完全汽化而使得氮?dú)獾臏囟冗^低，（嚴(yán)峻時可使汽化器至輸?shù)B接管道全部結(jié)霜。）通常以汽化器的1/2散熱盤管有結(jié)霜層為宜。置換速度同時應(yīng)和汽化器的功率匹配。一般以1.2～1.5噸液氮/小時為宜。其限制方法：調(diào)整V1開度以限制液氮汽化速度，調(diào)整V2開度以限制置換速度。氮?dú)庵脫Q的合格指標(biāo)合格指標(biāo)：末端排放口含氧量≤2%；檢測儀器：便攜式含氧量測試儀（應(yīng)在鑒定合格有效期內(nèi)）；檢測頻次和判別：連續(xù)3次、每次間隔5分鐘，均低于2%為合格。管內(nèi)壓力：為保證微正壓，取P（N2）=0.15MPa5.3操作過程和操作要點(diǎn)（本節(jié)需補(bǔ)照片）編制置換施工方案，報請業(yè)主和監(jiān)理審批；按圖1接好置換管道和儀表，將海綿清管球放入發(fā)球裝置，被置換管道上的閥門均置于開啟狀態(tài)，檢查無誤；檢查液氮槽車狀況；打開槽車泄放閥和閥門V1，視察汽化器的狀況，用點(diǎn)溫計(jì)測量汽化器出口及V2兩端的溫度大于5℃；圖紅外線點(diǎn)溫儀檢測溫度打開閥門V2，起先注氮，視察發(fā)球裝置溫度計(jì)T1，不得小于5℃，以V1和V2的開度調(diào)整之；圖向管道內(nèi)注入氮?dú)馊€巡檢；待到預(yù)料置換時間，視察P1和P2具有壓力，打開末端收球裝置的排放口閥門V3，用便攜式含氧量測試儀檢測，直至達(dá)標(biāo)：連續(xù)3次、每次間隔5min,含氧量≤2%；保證管內(nèi)壓力為微正壓：P1、P2為0.15MPa；圖末端氣體含氧量測定關(guān)閉收球裝置前主閥門，從收球裝置中取出海綿清管球；清場，拆除置換設(shè)施；做好置換記錄；5.4勞動力組織工種人數(shù)工作內(nèi)容作業(yè)班組長1現(xiàn)場管理平安員1現(xiàn)場平安質(zhì)檢員1檢測溫度、壓力、含氧量。幫助工2現(xiàn)場操作、巡檢材料和設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注汽化器臺1液氮汽化槽車(液氮)10T輛1泡沫清管器個2過盈量為鋼管內(nèi)徑的3～5%鋼管D89米50軟管D50米30便攜式含氧量測試儀個1點(diǎn)溫計(jì)個1壓力表Y-150（0-1.0）Mpa個2溫度表個2閥門套10質(zhì)量限制7.1執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1）《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50251—20032）《油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50369—20063）《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施運(yùn)行、維護(hù)和搶修平安技術(shù)規(guī)程》CJJ51—20067.2置換前管道應(yīng)進(jìn)行干燥工序，而且達(dá)到干燥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；7.3置換中必需限制注入的氮?dú)鉁囟炔荒苄∮?℃7.4置換后必需保證合格指標(biāo)：含氧量不能大于2%；平安措施8.1由于本工序的施工工況相對較平穩(wěn)，壓力較低（P=0.15MPa），介質(zhì)氮?dú)鉃闊o毒無害，唯一需當(dāng)心的是液氮至汽化器的管路為低溫狀態(tài)，嚴(yán)禁人體皮膚干脆和其接觸，以防凍傷；8.2《液氮槽車—汽化器—氮?dú)庾⑷牍苈贰l(fā)球裝置》作為警戒區(qū)，非作業(yè)人員不得進(jìn)入；8.3置換期間加強(qiáng)全線巡檢，如有意外狀況剛好報告；環(huán)保措施9.1盡量削減氮?dú)夂涂諝獾幕旌希?.2限制排放和檢測的時間，以削減排放量；效益分析10.1社會效益：管道氮?dú)庵脫Q有效地保證了管道在自然氣置換投運(yùn)過程中的牢靠性和平安性；10.2經(jīng)濟(jì)效益：本工法接受的“氣推球，球推氣”工藝比“氣推氣”工藝，很明顯削減了氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠀^(qū)間，也就是削減了氮?dú)獾南牧俊ｋm然無法計(jì)算出具體的差值，但是可以確定是少用氮?dú)猓认鳒p了施工成本，也為節(jié)能減排做出了貢