长输天然气管道投产氮气运移规律研究

为探究大口径长输天然气管道投产过程中的氮气运移规律,采用CFD数值模拟的方式建立了二维管道组分运输模型,根据现场投产实践检验模型可靠性,研究了重力、初始注氮管容比和气头速度对氮气运移的影响,确定不同工况下的最低注氮管容比。结果表明,重力作用对于大口径管道氮气运移的影响较大,天然气沿管壁上方突进,氮气运移至管壁下方;气头速度越快,置换至相同管道位置处的剩余纯氮气段管容比越大,但这种趋势逐渐减弱,存在一个最大气头速度;气头速度为5、7、9、12、20 m/s时,对应的最低注氮管容比为7.5%、4.9%、4.4%、4%和4%;随着气头速度增加,氮气-空气混气段的管容比基本不变,而天然气-氮气混气段的管容比不断变小。研究结果可为类似天然气管道投产提供实际参考。