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摘 要：近年来，随着天然气业务需求的急剧增加，天然气管道建设迅速发展，新建、改扩建工程如雨后春笋般涌现。考虑到将来天然气管网的形成，一条管道除了正常输送功能还具备调气功能，同时具备多个气源。所以无论是新建还是改扩建工程，都离不开与已经投产分输的管道动火连头，而所有工程的建设都是一个目的--投产分输。在天然气管道动火连头和投产分输中，氮气充分发挥着其作为惰性气体的巨大作用，犹如一道防火墙，将易燃易爆的天然气与空气分开，使天然气管道动火和投产置换得以安全实现。
关键词：天然气 管道 氮气 动火 投产
一、氮气介绍
氮气，俗称惰性气体，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化。
正是因为氮气具备无毒、无色、无味、无嗅、储量大、易生产、储存和运输以及惰性这些特性，才广泛应用于食品保鲜、粮食储存、石油化学工业、宇航技术、玻璃工业等诸多领域。下面我们就来谈谈氮气在天然气管道动火与投产置换中的应用。
二、氮气在天然气管道动火和投产中置换的作用原理
我们知道天然气是一种易燃易爆的混合物，顾名思义常况下为气体，比空气轻，主要成分为甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等，所以具有易燃易爆的特性。日常我们输送的天然气都是经过脱硫和脱水处理过的，已达到去毒防冰堵的目的，终端用户使用的天然气都添加了加臭剂，便于泄漏的识别。天然气的爆炸极限为5%-15%，在此范围内遇明火会爆炸。
众所周知天然气管道动火时肯定有明火，投产时，由于天然气流速很快，引起焊渣或铁屑冲击或摩擦管壁也可能产生明火，那么我们采取怎样的措施来保证动火和投产安全呢？就是利用氮气的惰性隔离开天然气和空气，从而达到动火和投产安全。
三、天然气管道动火
根据《输油气管道动火管理规范》（Q/SY 64-2003），动火是指在油气站库、干线及在储存过油气等易燃易爆介质的容器和生产场所内，使用各种直接或间接明火的施工作业。根据动火管道或容器（或容器附件）的部位，管径大小或容器体积，动火场所，将动火级别按照所处危险程度由高到低分为一、二、三级动火。
随着天然气业务的迅速发展，新建、改建及扩建工程日益增多，管道动火作业时有发生。天然气作为易燃易爆介质，直接在天然气官道上动火将存在很大风险。但是我们可以充分利用氮气的惰性、无毒、易生产、储存和运输等特性，将动火部位管道或设备内的天然气置换为氮气，从而保证动火作业的顺利进行。
对于小型的天然气管道或设备改造和维修，我们选择氮气瓶就可以了，氮气瓶存放和运输既经济又方便，注氮点的选取和连接也简单，压力表接头或仪表阀的放气口都可以，并不需要特殊的连接头，另外氮气瓶都是标准容器，氮气量计算也方便。
对于动火点较多，需要大批量置换的天然气管道和设备，我们会采用注氮车方式进行注氮。注氮车内的氮气都是液氮，压力高、温度低，量大，但是必须配有专门的注氮装置。采用注氮车注氮一般需要专用的接头；液氮进入管道前需要经过加热装置保持温度在5℃-15℃度之间，以免损伤管道；注氮的速度可以根据氮气汽化能力以及主要置换的管容来计算，根据以往经验每吨液氮置换为常温常压氮气量约为700立方米。
无论采用氮气瓶还是注氮车来注氮，氮气量的计算都遵循同一个公式。考虑到置换时存在氮气与天然气混气段，加上放空损失，置换需要的氮气量一般选取需要置换管道封闭空间的3倍管容的量。对于选取的氮气的浓度要求大于99.5%，首先保证氮气本身的纯度，才可能保证置换管段的彻底性。
四、管道置换投产
管道建成或者动火作业完毕，最终目的都是投产。长距离天然气管道置换投产时，可以进行分段置换投产，减少氮气与空气的混气段以及氮气与天然气的混气段，合理选择连续投产置换时间，最大限度地保证每段置换的安全性，达到整个天然气管道置换投产的安全。
参考文献
[1]张城、闫啸、张帆、耿彬 《输油气管道动火管理规范》（Q/SY 64-2003）.
关键词：天然气 管道 氮气 动火 投产
一、氮气介绍
氮气，俗称惰性气体，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化。
正是因为氮气具备无毒、无色、无味、无嗅、储量大、易生产、储存和运输以及惰性这些特性，才广泛应用于食品保鲜、粮食储存、石油化学工业、宇航技术、玻璃工业等诸多领域。下面我们就来谈谈氮气在天然气管道动火与投产置换中的应用。
二、氮气在天然气管道动火和投产中置换的作用原理
我们知道天然气是一种易燃易爆的混合物，顾名思义常况下为气体，比空气轻，主要成分为甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等，所以具有易燃易爆的特性。日常我们输送的天然气都是经过脱硫和脱水处理过的，已达到去毒防冰堵的目的，终端用户使用的天然气都添加了加臭剂，便于泄漏的识别。天然气的爆炸极限为5%-15%，在此范围内遇明火会爆炸。
众所周知天然气管道动火时肯定有明火，投产时，由于天然气流速很快，引起焊渣或铁屑冲击或摩擦管壁也可能产生明火，那么我们采取怎样的措施来保证动火和投产安全呢？就是利用氮气的惰性隔离开天然气和空气，从而达到动火和投产安全。
三、天然气管道动火
根据《输油气管道动火管理规范》（Q/SY 64-2003），动火是指在油气站库、干线及在储存过油气等易燃易爆介质的容器和生产场所内，使用各种直接或间接明火的施工作业。根据动火管道或容器（或容器附件）的部位，管径大小或容器体积，动火场所，将动火级别按照所处危险程度由高到低分为一、二、三级动火。
随着天然气业务的迅速发展，新建、改建及扩建工程日益增多，管道动火作业时有发生。天然气作为易燃易爆介质，直接在天然气官道上动火将存在很大风险。但是我们可以充分利用氮气的惰性、无毒、易生产、储存和运输等特性，将动火部位管道或设备内的天然气置换为氮气，从而保证动火作业的顺利进行。
对于小型的天然气管道或设备改造和维修，我们选择氮气瓶就可以了，氮气瓶存放和运输既经济又方便，注氮点的选取和连接也简单，压力表接头或仪表阀的放气口都可以，并不需要特殊的连接头，另外氮气瓶都是标准容器，氮气量计算也方便。
对于动火点较多，需要大批量置换的天然气管道和设备，我们会采用注氮车方式进行注氮。注氮车内的氮气都是液氮，压力高、温度低，量大，但是必须配有专门的注氮装置。采用注氮车注氮一般需要专用的接头；液氮进入管道前需要经过加热装置保持温度在5℃-15℃度之间，以免损伤管道；注氮的速度可以根据氮气汽化能力以及主要置换的管容来计算，根据以往经验每吨液氮置换为常温常压氮气量约为700立方米。
无论采用氮气瓶还是注氮车来注氮，氮气量的计算都遵循同一个公式。考虑到置换时存在氮气与天然气混气段，加上放空损失，置换需要的氮气量一般选取需要置换管道封闭空间的3倍管容的量。对于选取的氮气的浓度要求大于99.5%，首先保证氮气本身的纯度，才可能保证置换管段的彻底性。
四、管道置换投产
管道建成或者动火作业完毕，最终目的都是投产。长距离天然气管道置换投产时，可以进行分段置换投产，减少氮气与空气的混气段以及氮气与天然气的混气段，合理选择连续投产置换时间，最大限度地保证每段置换的安全性，达到整个天然气管道置换投产的安全。
参考文献
[1]张城、闫啸、张帆、耿彬 《输油气管道动火管理规范》（Q/SY 64-2003）.