天然气密闭空间最优置换方案的研究

【摘要】：燃气领域的置换主要是高中低压管道的置换和气柜/大型储罐的置换,从置换工艺的角度而言无外乎是燃气置换成空气或者空气置换成燃气。如果不考虑成本,采用氮气作为中间过渡介质,当密闭空间被氮气置换合格后再通入后续气体,即完成置换。但是企业生产往往要考虑投产时间和运营成本,这样单纯用氮气过渡的方法在经济性和操作性上很大程度需要加以改善,尽量采取其他能够降低生产成本、效率更高的方法。多年来,高压长输管线的置换在工程上先后出现了采用单隔离器、双隔离器、气推气甚至是直接置换等方法,气柜、球罐等储气罐的置换从一贯的间接置换到直接置换的案例不断出现,都是从减少氮气用量出发,降低投产成本,提高生产效率。正是因为少用氮气甚至不用,在置换的过程中难免出现混合气体达到爆炸极限的情况,因此如何控制避免爆炸的三要素同时出现以及如何精确的计算氮气的用量便成了值得研究的课题。 本文介绍了国内在燃气储罐、气柜、管线中各种不同的置换方法,从工艺的角度系统分析了各种密闭空间的不同置换方法以及最优方案,同时应用计算机数值模拟在置换工艺方面的成果以及有关专利成果,重点研究了气推气方式的置换方法在广州燃气集团高压管线投产时的应用,优化了原有工艺,给出了实际操作时的各项参数建议。另外对广州油制气厂8万M~3储气柜应用大型气柜直接置换方法,总结了一套实际可操的工艺流程;对气源转换引起的中低压管网置换尤其是广州的经验进行了简要探讨。本文的研究结合了实际工程项目,其成果为今后燃气集团相关工程的实际投产、设备检修和停运时的置换方案提供了一种新工艺的应用模式。 【关键词】：天然气 管道 气柜 置换
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 气柜的置换12-13
• 1.2.2 大型球罐的置换13
• 1.2.3 中低压管线的置换13-14
• 1.2.4 高压长输管线的置换14
• 1.3 本文研究的主要思路及内容14-16
• 1.3.1 研究思路14-15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 第二章 气柜/储罐的置换研究16-24
• 2.1 气柜/储罐的置换方法16-19
• 2.1.1 气柜/储罐完全氮气置换法16-17
• 2.1.2 气柜/储罐部分氮气置换法17-18
• 2.1.3 气柜/储罐直接置换法18-19
• 2.2 各种置换方法的优缺点比较19
• 2.3 建议采用的最优置换方法19-20
• 2.4 直接置换法在8 万m~3 干式气柜上的应用20-23
• 2.4.1 原置换工艺20-21
• 2.4.2 改进后的工艺21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 城市中低压管网的置换研究24-31
• 3.1 城市中低压管网的特点24
• 3.2 中低压管网的置换方法24
• 3.3 广州中低压管网天然气置换方案主要工作及步骤24-29
• 3.3.1 中低压管网天然气置换前期的准备工作25-28
• 3.3.2 天然气地下管网置换实施过程28-29
• 3.3.3 天然气地下管网置换后续工作29
• 3.4 本章小结29-31
• 第四章 高压长输管线的置换研究31-47
• 4.1 高压长输管线的置换方法31-34
• 4.1.1 无清管器无氮气方式31
• 4.1.2 有清管器无氮气方式31-32
• 4.1.3 有清管器有氮气方式32-33
• 4.1.4 无清管器有氮气方式33-34
• 4.2 各种置换方法的优缺点分析34-37
• 4.2.1 无清管器无氮气方式的优缺点分析34-35
• 4.2.2 有清管器无氮气方式的优缺点分析35
• 4.2.3 有清管器有氮气方式的优缺点分析35-36
• 4.2.4 无清管器有氮气方式的优缺点分析36-37
• 4.3 长输管线最优置换方法的选择37-38
• 4.3.1 各种置换方法的主要弊端37
• 4.3.2 长输管线最优置换方法的选择37-38
• 4.4 混气规律的理论基础及研究软件介绍38-41
• 4.4.1 质量传递原理38-40
• 4.4.2 FLUENT 软件简介40-41
• 4.5 用FLUENT 软件研究混气过程的方法及结论41-42
• 4.5.1 软件研究方法41
• 4.5.2 通过软件研究得到的结论41-42
• 4.6 气推气置换方法的探讨42-46
• 4.6.1 置换顺序的选定42-43
• 4.6.2 注氮点、注氮量和注氮温度的确定43-44
• 4.6.3 天然气推进速度的确定44-45
• 4.6.4 投产方案的编制45
• 4.6.5 组织实施45-46
• 4.7 本章小结46-47
• 第五章 气推气工艺在“广源—火村”高压管线上的应用47-51
• 5.1 原“广源——火村”高压管线投产置换方案47-48
• 5.1.1 置换前准备工作47
• 5.1.2 实施氮气置换的设备、注氮点和排放点47
• 5.1.3 氮气置换方法47
• 5.1.4 天然气置换47-48
• 5.1.5 其他事项48
• 5.2 对“广源——火村”高压管线投产置换方案的优化48-49
• 5.2.1 原置换工艺优化方案的选择48
• 5.2.2 优化后的工艺操作流程48-49
• 5.2.3 气推气置换方法的应用49
• 5.2.4 安全注意事项49
• 5.3 本章小结49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果55-56
• 致谢56-57
• 附件57

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