天然氣密閉空間最優(yōu)置換方案的研究

【摘要】：燃氣領域的置換主要是高中低壓管道的置換和氣柜/大型儲罐的置換,從置換工藝的角度而言無外乎是燃氣置換成空氣或者空氣置換成燃氣。如果不考慮成本,采用氮氣作為中間過渡介質(zhì),當密閉空間被氮氣置換合格后再通入后續(xù)氣體,即完成置換。但是企業(yè)生產(chǎn)往往要考慮投產(chǎn)時間和運營成本,這樣單純用氮氣過渡的方法在經(jīng)濟性和操作性上很大程度需要加以改善,盡量采取其他能夠降低生產(chǎn)成本、效率更高的方法。多年來,高壓長輸管線的置換在工程上先后出現(xiàn)了采用單隔離器、雙隔離器、氣推氣甚至是直接置換等方法,氣柜、球罐等儲氣罐的置換從一貫的間接置換到直接置換的案例不斷出現(xiàn),都是從減少氮氣用量出發(fā),降低投產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。正是因為少用氮氣甚至不用,在置換的過程中難免出現(xiàn)混合氣體達到爆炸極限的情況,因此如何控制避免爆炸的三要素同時出現(xiàn)以及如何精確的計算氮氣的用量便成了值得研究的課題。 本文介紹了國內(nèi)在燃氣儲罐、氣柜、管線中各種不同的置換方法,從工藝的角度系統(tǒng)分析了各種密閉空間的不同置換方法以及最優(yōu)方案,同時應用計算機數(shù)值模擬在置換工藝方面的成果以及有關專利成果,重點研究了氣推氣方式的置換方法在廣州燃氣集團高壓管線投產(chǎn)時的應用,優(yōu)化了原有工藝,給出了實際操作時的各項參數(shù)建議。另外對廣州油制氣廠8萬M~3儲氣柜應用大型氣柜直接置換方法,總結(jié)了一套實際可操的工藝流程;對氣源轉(zhuǎn)換引起的中低壓管網(wǎng)置換尤其是廣州的經(jīng)驗進行了簡要探討。本文的研究結(jié)合了實際工程項目,其成果為今后燃氣集團相關工程的實際投產(chǎn)、設備檢修和停運時的置換方案提供了一種新工藝的應用模式。 【關鍵詞】：天然氣 管道 氣柜 置換
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TE832
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 氣柜的置換12-13
• 1.2.2 大型球罐的置換13
• 1.2.3 中低壓管線的置換13-14
• 1.2.4 高壓長輸管線的置換14
• 1.3 本文研究的主要思路及內(nèi)容14-16
• 1.3.1 研究思路14-15
• 1.3.2 研究內(nèi)容15-16
• 第二章 氣柜/儲罐的置換研究16-24
• 2.1 氣柜/儲罐的置換方法16-19
• 2.1.1 氣柜/儲罐完全氮氣置換法16-17
• 2.1.2 氣柜/儲罐部分氮氣置換法17-18
• 2.1.3 氣柜/儲罐直接置換法18-19
• 2.2 各種置換方法的優(yōu)缺點比較19
• 2.3 建議采用的最優(yōu)置換方法19-20
• 2.4 直接置換法在8 萬m~3 干式氣柜上的應用20-23
• 2.4.1 原置換工藝20-21
• 2.4.2 改進后的工藝21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 城市中低壓管網(wǎng)的置換研究24-31
• 3.1 城市中低壓管網(wǎng)的特點24
• 3.2 中低壓管網(wǎng)的置換方法24
• 3.3 廣州中低壓管網(wǎng)天然氣置換方案主要工作及步驟24-29
• 3.3.1 中低壓管網(wǎng)天然氣置換前期的準備工作25-28
• 3.3.2 天然氣地下管網(wǎng)置換實施過程28-29
• 3.3.3 天然氣地下管網(wǎng)置換后續(xù)工作29
• 3.4 本章小結(jié)29-31
• 第四章 高壓長輸管線的置換研究31-47
• 4.1 高壓長輸管線的置換方法31-34
• 4.1.1 無清管器無氮氣方式31
• 4.1.2 有清管器無氮氣方式31-32
• 4.1.3 有清管器有氮氣方式32-33
• 4.1.4 無清管器有氮氣方式33-34
• 4.2 各種置換方法的優(yōu)缺點分析34-37
• 4.2.1 無清管器無氮氣方式的優(yōu)缺點分析34-35
• 4.2.2 有清管器無氮氣方式的優(yōu)缺點分析35
• 4.2.3 有清管器有氮氣方式的優(yōu)缺點分析35-36
• 4.2.4 無清管器有氮氣方式的優(yōu)缺點分析36-37
• 4.3 長輸管線最優(yōu)置換方法的選擇37-38
• 4.3.1 各種置換方法的主要弊端37
• 4.3.2 長輸管線最優(yōu)置換方法的選擇37-38
• 4.4 混氣規(guī)律的理論基礎及研究軟件介紹38-41
• 4.4.1 質(zhì)量傳遞原理38-40
• 4.4.2 FLUENT 軟件簡介40-41
• 4.5 用FLUENT 軟件研究混氣過程的方法及結(jié)論41-42
• 4.5.1 軟件研究方法41
• 4.5.2 通過軟件研究得到的結(jié)論41-42
• 4.6 氣推氣置換方法的探討42-46
• 4.6.1 置換順序的選定42-43
• 4.6.2 注氮點、注氮量和注氮溫度的確定43-44
• 4.6.3 天然氣推進速度的確定44-45
• 4.6.4 投產(chǎn)方案的編制45
• 4.6.5 組織實施45-46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第五章 氣推氣工藝在“廣源—火村”高壓管線上的應用47-51
• 5.1 原“廣源——火村”高壓管線投產(chǎn)置換方案47-48
• 5.1.1 置換前準備工作47
• 5.1.2 實施氮氣置換的設備、注氮點和排放點47
• 5.1.3 氮氣置換方法47
• 5.1.4 天然氣置換47-48
• 5.1.5 其他事項48
• 5.2 對“廣源——火村”高壓管線投產(chǎn)置換方案的優(yōu)化48-49
• 5.2.1 原置換工藝優(yōu)化方案的選擇48
• 5.2.2 優(yōu)化后的工藝操作流程48-49
• 5.2.3 氣推氣置換方法的應用49
• 5.2.4 安全注意事項49
• 5.3 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果55-56
• 致謝56-57
• 附件57

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