天然气管道工程气推气置换投产应用研究

天然气管道置换方案的确定,根据是否采用氮气（惰性气体）隔离置换与是否采用清管器隔离器,组合衍生出四种置换方案.本文以安平-济南天然气管道工程置换投产方案的选择,通过对各种方案优缺点的比较分析,确定采用无清管器有氮气方案,并对注氮技术方案进行了分析论证.     

天然气管道通球扫线和氮气置换难点及对策

天然气长输管道清管、干燥、氮气置换是管道施工的重要工序,也是投产运行管道降低积液带来的腐蚀风险的重要措施。由于天然气具有易燃易爆等特点,因此对天然气管道系统进行通球扫线比较危险。结合某外输天然气管道通球扫线工程,介绍了通球扫线作业的难点、清管器到达和通过监测点的判断方法、运行异常的情况及处理措施、积液的回收、管道注氮的注意事项等。实践表明,长距离湿气管道采用清管扫线方式清理积液效果较好,可为今后类似项目的施工提供参考。     

天然气管道氮气置换工艺参数的确定

对天然气管道氮气置换工艺参数的确定及控制方法进行了研究。根据气体状态方程及相关推导和计算,导出了注氮温度、注氮压力、注氮量、注氮施工时间以及氮气和天然气的推进速度等参数的定量计算式,并分析了这些参数的最优值。结果表明:通过预计算天然气管道氮气置换工艺参数及确定其控制方法,可以提高管道的运行效率及安全性。     

长输天然气管道氮气置换技术

为了确保天然气管道试运投产过程中的安全,采用氮气置换的方式对天然气管道进行试运投产,即先将氮气注入管线,用氮气作为天然气与空气间的隔离介质,投产时天然气推动氮气、氮气推动空气进行管道线路置换,从而使天然气管道达到顺利投产条件。     

长输天然气管道投产氮气运移规律研究

为探究大口径长输天然气管道投产过程中的氮气运移规律,采用CFD数值模拟的方式建立了二维管道组分运输模型,根据现场投产实践检验模型可靠性,研究了重力、初始注氮管容比和气头速度对氮气运移的影响,确定不同工况下的最低注氮管容比。结果表明,重力作用对于大口径管道氮气运移的影响较大,天然气沿管壁上方突进,氮气运移至管壁下方;气头速度越快,置换至相同管道位置处的剩余纯氮气段管容比越大,但这种趋势逐渐减弱,存在一个最大气头速度;气头速度为5、7、9、12、20 m/s时,对应的最低注氮管容比为7.5%、4.9%、4.4%、4%和4%;随着气头速度增加,氮气-空气混气段的管容比基本不变,而天然气-氮气混气段的管容比不断变小。研究结果可为类似天然气管道投产提供实际参考。     

输气管道投产置换注氮量计算方法

目前，国内管道投产置换过程中所需氮气量主要根据经验确定，存在较大的盲目性，导致天然气管道投产成本较高，安全风险较大。为此, 以长呼管道(长庆气田至呼和浩特市)为背景，对其投产置换过程中管道内空气段、氮气段和天然气段的紊流扩散情况进行了多工况数值模拟，并对模拟计算结果进行多参数拟合，从而推导出投产置换过程中气体混合段长度以及注氮量的计算公式。将计算结果与现场试验数据对比可以看出：提出的混合段长度和注氮量计算公式具有较好的预测准确性。     

中俄东线大口径输气管道的投产气体运移规律及注氮量优化

中俄东线天然气管道是外径1 422 mm超大口径天然气管道在国内的首次应用，投产采用氮气作隔离、后续天然气置换的方式。为了进一步明确中俄东线天然气管道在投产过程中各气体的运移规律以及确定合理的注氮量，采用计算数值模拟的方法，建立了基于外径1 422 mm管道的组分输运模型，进行了基于投产实测数据的模型可靠性验证，分析了不同管径、不同初始氮气封存管容比、不同置换速度条件下的气体运移规律，得到了理论最优注氮管容比值。研究结果表明：①天然气置换时，重力因素不可忽略，与小口径管道天然气沿着管道中心线“锥进”不同，中俄东线天然气沿着管段的顶部突进；②天然气置换速度是影响气体运移规律的主要因素，置换速度越快，纯氮气管容比值越大，最终将趋于一个极大值，投产时应适当提高天然气置换速度；③在氮气封存压力为0.02 MPa的条件下，5 m/s、7 m/s、9 m/s、15 m/s、30 m/s的天然气置换速度对应的理论最优注氮管容比值分别为7.60%、5.00%、4.50%、4.00%、4.00%。结论认为，该研究成果可为大口径天然气管道的安全、经济投产提供借鉴。     

输气管道投产安全的探讨

对输气管道投产置换方式进行了探讨,比较了直接用天然气置换空气和用惰性气体置换空气两种置换方式的缺点,在置换隔离方式上论述了不加隔离清管器方案的可行性,总结了输气管道安全投产的一般性规律。     

加纳天然气海底外输管道试运和投产

海底天然气管道的试运投产按常规方案需对管道系统进行排水、干燥和氮气置换后方可导入天然气,但由于加纳天然气海底外输管道试运和投产项目是采用密相方式来输送富气,且进口压力高达14 MPa、水深超千米、系统内径不同,无法使用氮气以及陆上接收终端无段塞流捕集器和FPSO条件限制等,研究采用淡水置换海水、天然气置换淡水和用乙二醇干燥及隔离的试运投产工艺方案,并且应用OLGA软件计算及确定试运投产的各工艺条件,包括清管球的形式、数量及速度,投产输量、压力等。详述了排水方案和干燥方法,设计了乙二醇临时回收装置和清管球等,在实际操作时系统排水、干燥和进气投产同时进行。现场应用结果表明方案可行。     

天然气管线置换技术

天然气管线现场一般采用液态氮自然气化注氮方法进行置换.其工作原理为:液氮在气化过程中要吸收大量的热量,通过蒸发器吸收空气中的热量使液氮气化,液氮通过液氮泵输送到蒸发器,自然吸热气化后注入管道进行置换.新投用管线及场站容器设备置换时,当氧含量检测仪检测到的氧含量由21%开始下降时,表示空气和氮气混合段到来;氧含量降低到2%以下时表示氮气段到来,氮气置换合格,此时可关闭进气和放空阀.     

天然气管道氮气干燥置换工艺及实际应用

天然气管道干燥技术常应用在天然气管道的施工中,主要是解决管道中积存水分的问题。天然气管道氮气置换中使用的高纯氮气水露点低,可以在氮气置换的同时,凭借低露点氮气对水分的吸附能力,达到对管道进行干燥的目的。探讨了在理想状态下,低露点高纯氮气吸附管道中的水分的干燥方法,并参考干燥置换管道实例,对取得的试验数据进行分析得出了相关的试验结论。     

国外天然气管道非开挖安装、修复及更换技术

目前,我国天然气管道行业主要面临多数老龄期天然气管道需要修复或更换、天然气管道的建设速度与天然气需求量的增速高度不匹配等问题,如何高效安装、修复和更换天然气管道便成为我国大力推动天然气市场发展需要解决的重点问题。为此,在分析我国天然气管道非开挖安装、修复和更换技术需求的基础上,围绕天然气管道非开挖安装、修复及更换技术,对国外已成熟应用的技术进行了全面介绍,并分析了非开挖系列技术的发展方向。结论认为:(1)天然气管道非开挖安装技术正处于不断改进的阶段,并正在朝着"能够适用于各种类型的土壤、能够铺设更大管径的管道、能够以更快的速度施工"的方向发展;(2)我国目前非开挖修复和更换技术所面临的问题主要体现在缺乏评价管道修复或更换的质量标准、缺乏具有非开挖修复和更换技术经验的设计和施工人员;(3)国外非开挖修复技术已能够适用于城镇燃气中低压管道,但对于高压管道其应用还存在着一定的局限性,因此提高内衬材料强度是解决该问题的关键;(4)天然气管道非开挖检测、安装、修复(或更换)技术需要形成完整的体系,才能更有利于提高管道完整性管理的水平。     

从川气东送管道工程投产探讨天然气长输管道投产工艺

以普光气田至上海的天然气管道建设工程为背景,探讨了投产工艺在天然气长输管道投产中的实际应用。通过对采用“气推气”方式的天然气置换工艺、分阶段接替升压等投产方式进行技术分析,结合川气东送实际,更好地指导今后的输气管道投产工作。     

中亚天然气管道部分管段放空方法与应用

中亚天然气管道是中国第一条引进境外天然气的管道,在其建设和运营过程中,需要对部分管段内的高压天然气进行放空。文章针对乌兹别克斯坦临时段管道,探讨了其部分管段内的天然气放空方法,对天然气放空量和放空时间进行了理论计算。现场采用了水平放置火炬的点火方式,通过放空流程操作与控制,成功地实现了该临时段管道内高压天然气安全可靠、平稳快速放空。     

我国天然气输气管道建设综述

我国正在加快建设天然气管网体系,已基本形成华北、东北、中部、西部地区以及长江三角洲和中南地区管网的主体框架。目前已有数条重要天然气输气管道正在动工兴建,输气管道施工技术也有很大的发展,同时输气管道的安全性已经引起人们的重视。     

天然气管道业务价值评估模型及应用

随着中国天然气管网建设的快速发展以及油气体制改革的进一步深入,油气企业对天然气管道业务的价值更加重视,对管道业务价值评估的准确性也提出了更高要求。在此背景下,构建天然气管道业务价值评估模型并分析其价值驱动因素,具有重要意义。为此,系统分析中国天然气管道业务价值评估现状,采用以自由现金流为基础的收益法构建天然气管道业务价值评估模型,深入探讨模型关键参数的确定和计算方法,并在此基础上,进行价值驱动因素分析和敏感性分析。结论认为:(1)通过实际案例的应用,表明采用该模型评估天然气管道业务价值得到的评价结果真实而可靠;(2)价值驱动因素分析结果认为,管输费水平是影响天然气管道业务价值的主要因素,其次为当年投资额及管输量;(3)通过敏感性分析,天然气管道业务价值与管输收入呈强正相关,与管输成本和投资呈弱负相关。进而提出建议:(1)宏观层面上,相关部门应加快推动天然气管网建设,拓展下游天然气市场需求,从而提高天然气管输量;(2)微观层面上,油气企业应通过强化市场营销、利用外资、引进技术等手段加强对天然气管道业务的管理。     

成立国家天然气管道公司的必要性及实施建议

目前,我国天然气产业加速发展仍受制于运输和销售捆绑、管道不能公平无歧视向第三方开放、管输价格水平普遍偏高等因素的影响,管网改革已迫在眉睫。为此,研究了我国和国外发达国家天然气管道发展现状、管理体制机制运行情况以及所存在的差异和问题,结论认为:成立国家天然气管道公司将有助于尽早实现天然气市场化定价、降低管道运输价格水平、促进天然气应用规模扩大、增强管网系统调峰和应急保供能力,是我国天然气管网独立改革的最优选项。结合我国国情,建议从以下9个方面着手改革:(1)分阶段完成国家天然气管道公司的建立;(2)尽早强制推行运销分离;(3)明确纳入国家管道公司的管道范围;(4)改革管道建设审批和管理机制;(5)严格国家天然气管道公司成本监审、严控收益水平;(6)相关部门给予政策支持;(7)加快储气调峰设施建设;(8)实施新气源项目配套管道代建回购机制;(9)加强国家管道公司安全高效运营机制研究。     

天然气管道经济运行分析

对影响天然气管道建设经济性的相关因素和手段进行了探讨，对压气站压缩机组经济运行的相关指标进行了分析，并以靖西线为例说明保障天然气管道经济运行的方法。认为从设计阶段就要考虑选用合理的管径、压力和工艺参数，同时在输气过程中要对输气管道的工艺运行模式和压缩机运行状况进行不断优化，才能达到节能降耗、提高管道输送效率以及延长管道使用寿命的效果。     

天然气输气管道环境风险评价

结合川、渝天然气输气管线情况,对输气管道环境风险评价方法进行了介绍和讨论.据资料调查分析,输气管道事故主要来自于腐蚀、管材及施工缺陷.统计结果表明,天然气输气管道事故发生概率约为3.21次/103千米*年.