阻隔置换方法是近几年在我国逐步推广使用的，简便易行、安全可靠。本文主要说明使用惰性气体做中间介质的置换方法，氮气介质阻隔置换见图6。

 

    阻隔置换的方法比完全使用间接置换更经济，也比间接置换技术要求高，操作难度大，但是如果管道距离长，此方法的安全性和经济性优势明显。此方法可以用于长度大于250m的管道，但局限于公称管径小于等于600mm的管道。惰性气体阻隔体的体积必须不小于管道体积的10%。充入管道的惰性气体的体积不能小于表2的数据^[2]。

表2 惰性气体阻隔体体积^[2]   m

    使用惰性气体作中间介质的阻隔置换方法与使用清管器为隔离设备的方法相比有如下优势：

    ① 大多数的天然气管道有较大的高程变化，清管器在管道中的运行速度难以精确控制，清管器速度的变化加快混气的形成，造成较大的混气段。

    ② 由于天然气管道内没有润滑剂，仅靠清管器与管道的干摩擦，清管器皮碗磨损严重，且前后压差较大，因此会产生较大的混气量。

    ③ 清管器在管道弯头处易产生混气量。

    ④ 采用清管器隔离增加了工艺操作难度。

    在城市燃气管道天然气与空气置换过程中，多数管道都存在分支，除了管网末端很少有无支管的管道系统(见图7^[5])。必须针对管网系统选择置换方法，以保证置换安全顺利完成。一般情况下采用两种方式：同时置换和顺序置换，下文将介绍管网系统置换和用户管道系统的置换。表3为管网压力为0.2MPa的旁通管、放散管公称管径速查表^[5]。

   ① 顺序置换

   顺序置换就是按照管道管径大小顺序，先大管径后小管径，依次置换每个支管。在置换时一般的选择方法是从最大管径的管道开始置换，选择最远端放散，然后再依次置换其他支管。置换支管也是按大管径优先的原则进行。例如在图7中，管道综合考虑按照放散口1→放散口3→放散口4→放散口2的顺序进行。顺序置换的方法简单易行，在置换时，需要的操作人员少，容易控制。适用于人力有限或者同时置换时管道内气体流速不能达到最小的置换流速时，可以依次置换。

   ② 同时置换

   同时置换就是一个进气口通入天然气，所有支管上的放散口同时放散。这种方法要求较高，需要进行计算，必须保证所有支管的天然气流速大于最小置换流速。而且此方法需要操作人员较多，控制复杂。此方法优点是置换时间短，效率高，对周边影响小。当所有支管的放散口取样检测的氧气体积分数低于2%时，置换完成。注意，在置换过程中至少保持一个放散口始终打开，理论上要求最远端的放散口在置换完成前一直打开。

用户管道系统置换中，需要完成从用户支阀到建筑物外低压管网控制阀的天然气置换。一般这类置换管道长度较短，管道总容积较小，可以采用管道最远端置换的方法^[6、7]。用户室内管道置换见图8^[5]。具体操作是将连接隔焰器的软管连接于顶层用户支阀，打开单元总阀进行置换，置换过程中持续取样监测，直至连续2次测得天然气体积分数达到95%以上或取样中的氧气体积分数在2%以下即为合格^[1](在英国的置换要求中，此数据为连续2次测得天然气体积分数达到90%以上或取样中的氧气体积分数在4%以下即为合格^[2])，停止放散，置换完成。

 

[1] SY/T5922—2003，天然气管道运行规范[S].

[2] IGE/SR/22，英国气体工程师学会标准——燃气在传输分配和贮存过程中的置换操作[S].

[3] 刘晓涛，汪海波.浅析环路燃气管道安全置换[J].城市燃气，2006，(5)：15-18.

[4] IGE/TD/1，英国气体工程师学会标准——配气主管[S].

[5] IGE/TD/4，英国气体工程师学会标准——燃气支管[S].

[6] 林铭荣.天然气置换的探讨[J].煤气与热力，2005，25(6)：49-52.

[7] 耿景堂.煤气输配系统投产前的气体置换[J].煤气与热力，1997，17(4)：26-26.