1.5 阻隔置換??? 阻隔置換方法是近幾年在我國(guó)逐步推廣使用的，簡(jiǎn)便易行、安全可靠。本文主要說明使用惰性氣體做中間介質(zhì)的置換方法，氮?dú)饨橘|(zhì)阻隔置換見圖6。
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??? 阻隔置換的方法比完全使用間接置換更經(jīng)濟(jì)，也比間接置換技術(shù)要求高，操作難度大，但是如果管道距離長(zhǎng)，此方法的安全性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)明顯。此方法可以用于長(zhǎng)度大于250m的管道，但局限于公稱管徑小于等于600mm的管道。惰性氣體阻隔體的體積必須不小于管道體積的10%。充入管道的惰性氣體的體積不能小于表2的數(shù)據(jù)[2]。
表2 惰性氣體阻隔體體積[2]???m
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公稱管徑/mm | 管道長(zhǎng)度/m |
250～500 | 500～1000 | 1000～1500 | 1500～2000 | 2500～5000 | 5000～10000 |
100 | 1 | 1 | 2 | 2 | 4 | 8 |
150 | 1 | 2 | 3 | 7 | 9 | 18 |
200 | 2 | 4 | 5 | 8 | 16 | 32 |
250 | 3 | 5 | 8 | 13 | 25 | 50 |
300 | 4 | 8 | 11 | 18 | 36 | 72 |
400 | 7 | 13 | 19 | 32 | 64 | 128 |
450 | 8 | 16 | 24 | 40 | 80 | 160 |
600 | 15 | 30 | 45 | 75 | 150 | 300 |
??? 使用惰性氣體作中間介質(zhì)的阻隔置換方法與使用清管器為隔離設(shè)備的方法相比有如下優(yōu)勢(shì)：
??? ① 大多數(shù)的天然氣管道有較大的高程變化，清管器在管道中的運(yùn)行速度難以精確控制，清管器速度的變化加快混氣的形成，造成較大的混氣段。
??? ② 由于天然氣管道內(nèi)沒有潤(rùn)滑劑，僅靠清管器與管道的干摩擦，清管器皮碗磨損嚴(yán)重，且前后壓差較大，因此會(huì)產(chǎn)生較大的混氣量。
??? ③ 清管器在管道彎頭處易產(chǎn)生混氣量。
??? ④ 采用清管器隔離增加了工藝操作難度。
2 置換方法應(yīng)用
??? 在城市燃?xì)夤艿捞烊粴馀c空氣置換過程中，多數(shù)管道都存在分支，除了管網(wǎng)末端很少有無支管的管道系統(tǒng)(見圖7[5])。必須針對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)選擇置換方法，以保證置換安全順利完成。一般情況下采用兩種方式：同時(shí)置換和順序置換，下文將介紹管網(wǎng)系統(tǒng)置換和用戶管道系統(tǒng)的置換。表3為管網(wǎng)壓力為0.2MPa的旁通管、放散管公稱管徑速查表[5]。
表3 旁通管、放散管公稱管徑速查表[5]
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公稱管徑/mm | 旁通管和放散管的公稱管徑/mm |
0～150 | 32 |
151～200 | 32 |
201～250 | 32 |
251～300 | 32 |
301～450 | 63 |
451～600 | 63 |
601～900 | 63 |
901～1200 | 125 |
2.1 管網(wǎng)系統(tǒng)置換
???① 順序置換
???順序置換就是按照管道管徑大小順序，先大管徑后小管徑，依次置換每個(gè)支管。在置換時(shí)一般的選擇方法是從最大管徑的管道開始置換，選擇最遠(yuǎn)端放散，然后再依次置換其他支管。置換支管也是按大管徑優(yōu)先的原則進(jìn)行。例如在圖7中，管道綜合考慮按照放散口1→放散口3→放散口4→放散口2的順序進(jìn)行。順序置換的方法簡(jiǎn)單易行，在置換時(shí)，需要的操作人員少，容易控制。適用于人力有限或者同時(shí)置換時(shí)管道內(nèi)氣體流速不能達(dá)到最小的置換流速時(shí)，可以依次置換。
???② 同時(shí)置換
???同時(shí)置換就是一個(gè)進(jìn)氣口通入天然氣，所有支管上的放散口同時(shí)放散。這種方法要求較高，需要進(jìn)行計(jì)算，必須保證所有支管的天然氣流速大于最小置換流速。而且此方法需要操作人員較多，控制復(fù)雜。此方法優(yōu)點(diǎn)是置換時(shí)間短，效率高，對(duì)周邊影響小。當(dāng)所有支管的放散口取樣檢測(cè)的氧氣體積分?jǐn)?shù)低于2%時(shí)，置換完成。注意，在置換過程中至少保持一個(gè)放散口始終打開，理論上要求最遠(yuǎn)端的放散口在置換完成前一直打開。
2.2 用戶管道系統(tǒng)置換
用戶管道系統(tǒng)置換中，需要完成從用戶支閥到建筑物外低壓管網(wǎng)控制閥的天然氣置換。一般這類置換管道長(zhǎng)度較短，管道總?cè)莘e較小，可以采用管道最遠(yuǎn)端置換的方法[6、7]。用戶室內(nèi)管道置換見圖8[5]。具體操作是將連接隔焰器的軟管連接于頂層用戶支閥，打開單元總閥進(jìn)行置換，置換過程中持續(xù)取樣監(jiān)測(cè)，直至連續(xù)2次測(cè)得天然氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)到95%以上或取樣中的氧氣體積分?jǐn)?shù)在2%以下即為合格[1](在英國(guó)的置換要求中，此數(shù)據(jù)為連續(xù)2次測(cè)得天然氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)到90%以上或取樣中的氧氣體積分?jǐn)?shù)在4%以下即為合格[2])，停止放散，置換完成。
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