煤氣生產(chǎn)系統(tǒng)停產(chǎn)后的安全置換

大屯煤電公司煤氣廠投產(chǎn)于1988年，年產(chǎn)750萬(wàn)M3水煤氣用于公司內(nèi)職工生活使用。因水煤氣中一氧化碳含量高達(dá)32%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)城市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)民用燃?xì)狻皢我粴庠粗蠧O<10%，摻混氣源中CO<20%”的燃?xì)赓|(zhì)量要求，不但有劇毒，而且熱值低，安全性能差，根據(jù)上級(jí)燃?xì)夤芾聿块T的要求，我公司于2003年對(duì)水煤氣氣源進(jìn)行技術(shù)改造，改造為用原有水煤氣生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)出的半水煤氣(水煤氣回收部分煙氣)摻混液化石油氣的摻混氣源。此供氣模式安全運(yùn)行四年后，因多種原因于2007年5月我公司民用燃?xì)飧脑鞛樘烊粴獾墓饽Ｊ?，原有煤氣生產(chǎn)系統(tǒng)已無(wú)使用價(jià)值，必須拆除后處置。但由于氣柜內(nèi)有剩余5000M3摻混煤氣，3臺(tái)30 M3液化氣儲(chǔ)罐中仍各有15%的液態(tài)LPG，另外生產(chǎn)設(shè)備和管道內(nèi)均

有水煤氣、氣態(tài)液化氣和摻混氣，所以必須將整個(gè)系統(tǒng)置換至安全范圍才能動(dòng)火拆除。

余氣放散后需要置換的范圍是3臺(tái)儲(chǔ)氣柜弓頂約3500m3摻混氣，3臺(tái)液化氣儲(chǔ)罐內(nèi)90 M3的氣態(tài)LPG，廠區(qū)工藝管道及脫硫裝置約200m3水煤氣，液化氣站至儲(chǔ)氣柜的輸氣管道500米，約50m3摻混氣，合計(jì)4000m3，燃?xì)夥N類不同，性質(zhì)有差別，置換方法也要因氣而異，采取不同的置換方法。

1置換方式

系統(tǒng)停用前的置換方式一般有四種:惰性氣體置換方式、空氣直接置換方式、水蒸氣置換方式和水置換方式。

⑴惰性氣體置換方式即用惰性氣體，如:N2 、CO、發(fā)生爐自產(chǎn)惰性氣體等通過(guò)管道輸送到需置換的容器或管道中，放空，再充入，如此多次中和多次放空，一步步置換到用煤氣監(jiān)測(cè)儀多點(diǎn)測(cè)得煤氣濃度<1%，方為合格。

優(yōu)點(diǎn):安全可行。因是惰性氣體，氣體質(zhì)量穩(wěn)定，不與煤氣發(fā)生反應(yīng)，遇到火花不發(fā)生爆炸，比較安全，可以放心地工作。

缺點(diǎn):費(fèi)用成本高，且CO溶于水，增加了水的酸性和腐蝕性，對(duì)設(shè)備和管道腐蝕性較大，降壓后溫度降低結(jié)凍，需要補(bǔ)充足夠的熱量，否則易造成氣柜等容器真空吸癟現(xiàn)象，操作起來(lái)困難。N要求質(zhì)量較高，純度達(dá)99%以上，否則滿足不了工藝要求。因煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)惰性氣體置換，既安全，成本又低，但一定要在養(yǎng)好爐的前提下，在薄炭層、低爐溫、低風(fēng)量的條件下操作，才能生產(chǎn)出氧含量低(O<1%)，煤氣濃度低(CO+H<1%)的合格惰性氣體。

⑵水蒸氣置換方式即用水蒸氣作為介質(zhì)，向需置換的容器或管道內(nèi)充填，中和內(nèi)部煤氣，放空，再充填，再放空，直至用煤氣監(jiān)測(cè)儀多點(diǎn)測(cè)得煤氣濃度<1%，方為合格。

置換條件:

①有蒸汽來(lái)源。

②保持蒸汽壓力在3kg/cm以上。

③置換合格前，蒸汽一直充入，停蒸汽前要立即用空氣填入，一是往外趕蒸汽，二是以補(bǔ)充停蒸汽后因溫度降低而水蒸氣冷凝成水的氣體體積，以免產(chǎn)生負(fù)壓，將氣柜吸癟。

優(yōu)點(diǎn):成本較低。

缺點(diǎn):蒸汽壓力要保持，且要及時(shí)補(bǔ)充空氣，操作不當(dāng)容易將氣柜吸癟。

⑶空氣直接置換即用空氣直接充入需置換的容器或管道內(nèi)，打開(kāi)放散閥放散，多次填充，多次放散，直至直至用煤氣監(jiān)測(cè)儀多點(diǎn)測(cè)得煤氣濃度<1%，方為合格。

優(yōu)點(diǎn):成本低，節(jié)約費(fèi)用。

缺點(diǎn):安全系數(shù)低，不能保證安全，特別象氣柜這樣的容器，煤氣與空氣充分混合的空間，當(dāng)混合至爆炸極限時(shí)，如氣體流速過(guò)快和容器壁摩擦產(chǎn)生火花，就有爆炸的危險(xiǎn)，所以極為不安全。

⑷水置換方式即將水充入所要置換的容器或管道中，邊充水邊放散，直到在放散口放出水為止(放散口一定在最高點(diǎn))。

優(yōu)點(diǎn):成本低，節(jié)約費(fèi)用，安全系數(shù)高。

缺點(diǎn):必須在最高處有放散點(diǎn)，否則置換不徹底，容易形成死角。

2 置換方法的選擇與技術(shù)措施的制定

我們?cè)诮拥綄?duì)煤氣廠生產(chǎn)系統(tǒng)置換任務(wù)后，立即組織技術(shù)力量，成立技術(shù)攻關(guān)小組，通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員的多次現(xiàn)場(chǎng)勘察、查閱資料、分析研究，并通過(guò)對(duì)以上置換方式的分析和比較，最后結(jié)合煤氣廠的工藝特點(diǎn)制定出詳盡的切實(shí)可行的置換方案，采取了分段式置換法，分別為造氣煤氣發(fā)生爐系統(tǒng)、液化氣摻混系統(tǒng)、三個(gè)氣柜系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、廠區(qū)架空管網(wǎng)五大系統(tǒng)。根據(jù)五大系統(tǒng)不同的特點(diǎn)制定不同的置換方案，采用各異的置換方法，最終的目的是既安全可靠又經(jīng)濟(jì)可行。

首先確定置換順序?yàn)?生產(chǎn)制氣系統(tǒng)→液化氣摻混系統(tǒng)→三個(gè)氣柜系統(tǒng)→脫硫系統(tǒng)→工藝管道系統(tǒng)

⑴生產(chǎn)制氣系統(tǒng):

因生產(chǎn)制氣系統(tǒng)由∮500以上的大管道和小型設(shè)備組成，大多可以采用自然通風(fēng)的方式置換，僅冷卻塔屬于容器自然通風(fēng)容易留有死角，不安全。但冷卻塔有進(jìn)水入口，有最高放水點(diǎn)，滿足水置換的條件，適合用水置換，此置換法安全、快速還節(jié)約費(fèi)用，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，此系統(tǒng)置換方法為自然通風(fēng)和水置換相結(jié)合的置換方式。具體步驟如下:

首先將插盲板處的法蘭螺栓進(jìn)行保養(yǎng)，以便插盲板時(shí)順利缷下螺栓，為盡快插上盲板爭(zhēng)取時(shí)間。

(1)煤氣發(fā)生爐:在確定造氣停止后，由煤氣廠安排操作工將三臺(tái)爐內(nèi)的灰渣拉空，降溫后將水加套及汽包內(nèi)的軟水排掉，打開(kāi)并拆除三臺(tái)爐上所有的灰門。

(2)過(guò)熱除塵器:打開(kāi)灰門自然通風(fēng)。

(3)下吹集塵器:先打開(kāi)下吹集塵的灰門，再打開(kāi)集塵器上部DN400Pg6法蘭防暴板，自然通風(fēng)。

(4)洗氣箱:用水將洗器箱內(nèi)煤氣趕走的方法進(jìn)行置換。在每個(gè)洗氣箱溢流口DN100法蘭處加δ=3㎜鋼板盲板1個(gè);在每個(gè)洗氣箱煤氣出口、洗氣塔煤氣進(jìn)口(DN=500Pg6)處加δ=3㎜鋼板盲板1個(gè)，所加盲板處不得漏氣，然后打開(kāi)放氣閥(DN15)和進(jìn)水閥(DN50)，直至排氣閥有水溢出，再打洗氣箱(DN150)排污閥門 ，將水排盡。

(5)盲腸:將每個(gè)盲腸灰門打開(kāi)，管道系統(tǒng)的DN500Pg6防爆板法蘭卸掉，自然通風(fēng)。

(6)洗氣塔:用水將洗氣塔內(nèi)煤氣趕走的方法進(jìn)行置換。在每臺(tái)洗氣塔煤氣出口處加DN400Pg6、δ=3㎜鋼板盲板1個(gè)，洗氣塔的水封在溢流口處用電焊焊死，打開(kāi)洗氣塔頂部DN150排氣閥，再打開(kāi)DN150進(jìn)水閥，直至排空閥有水排出為止。將洗氣塔的水排掉，再把DN200Pg10進(jìn)水法蘭卸掉。(16個(gè)進(jìn)水法蘭/臺(tái))

⑵液化氣摻混系統(tǒng)

因液化氣系統(tǒng)較復(fù)雜，危險(xiǎn)性大，用水置換容易產(chǎn)生死角，留有置換不干凈的地方，存在安全隱患，經(jīng)過(guò)慎重考慮，為了安全起見(jiàn)，本系統(tǒng)置換確定為惰性氣體置換方式，即采用氮?dú)鈱⒁夯瘹庵脫Q掉的方法進(jìn)行。具體操作步驟如下:

①由脫硫人員將1000msup3;氣柜出口、10000msup3;、20000msup3;氣柜進(jìn)口用水封封死，把氣柜至液化氣站的工藝管道壓力降為零，在混氣間南側(cè)DN400進(jìn)、出管道法蘭處各加δ=3㎜鋼板盲板1個(gè)，使摻混站與運(yùn)行系統(tǒng)隔離。②由摻混站人員配合，公司姚橋液化氣站負(fù)責(zé)把三個(gè)儲(chǔ)罐的剩余液體抽盡運(yùn)走，施工人員分別把1#、2#、3#儲(chǔ)罐東側(cè)人孔處2個(gè)進(jìn)液閥(DN50Pg25)、2個(gè)出液閥(DN50Pg25)、2個(gè)排污閥(DN25Pg25)、2個(gè)氣相閥(DN25Pg25)關(guān)閉，使儲(chǔ)罐與液化氣運(yùn)行管道隔離。③分別將1#、2#、3#儲(chǔ)罐的放散閥打開(kāi)放散，放散要間斷進(jìn)行，直至儲(chǔ)罐的壓力為零時(shí)關(guān)閉放散閥門。先把1#儲(chǔ)罐的進(jìn)液閥門拆掉，并迅速將制作好的法蘭短管接上，向儲(chǔ)罐內(nèi)充入純度99.99℅氮?dú)?，同時(shí)打開(kāi)放散閥放散，重復(fù)進(jìn)行三次，用氧分儀測(cè)得灌內(nèi)氧含量≤1℅時(shí)，置換即為合格。2#、3#儲(chǔ)罐用同樣的方法依次進(jìn)行。④把三個(gè)儲(chǔ)罐的人孔打開(kāi)，儲(chǔ)罐東側(cè)根部的閥門拆掉。⑤分別將氣相管道、液相管道、排污管道用水進(jìn)行置換，置換完畢后，拆除摻混間內(nèi)與氣化器連接的管道及閥門后安全放置。

⑶三個(gè)氣柜系統(tǒng)

考慮到3萬(wàn)多立方儲(chǔ)氣柜如用氮?dú)庵脫Q需大量的氮?dú)?，成本太高，且搬運(yùn)氮?dú)馄啃鑴趧?dòng)強(qiáng)度太大，且煤氣廠現(xiàn)有的鍋爐能提供置換用足夠的蒸汽，壓力也能保證，本系統(tǒng)確定為蒸汽置換方式，采用蒸汽置換掉氣柜內(nèi)的煤氣，再用鼓風(fēng)機(jī)吹掃的方法進(jìn)行置換。置換前把三個(gè)氣柜所插盲板處的法蘭、閥門連接螺栓提前保養(yǎng)好，以便順利缷下螺栓。三個(gè)氣柜的置換順序?yàn)?1000msup3;氣柜→20000msup3;氣柜→10000msup3;氣柜

具體置換步驟如下;①1000msup3;氣柜:將氣柜高度降至0.5米，使氣柜保持正壓，把氣柜頂部四周放散閥(DN100Pg10)4只，頂部中心放散(DN200Pg10)1只置換前進(jìn)行保養(yǎng)，并保證開(kāi)啟靈活。由于氣柜頂部放散閥門不經(jīng)常開(kāi)啟，長(zhǎng)期處于關(guān)閉狀態(tài)，有的閥門可能不能開(kāi)啟，這種情況要及時(shí)把閥門更換新的。放散口處要涂抹黃油，以防放散時(shí)產(chǎn)生靜電。②預(yù)設(shè)cent;108×4.5無(wú)縫鋼管蒸汽管道100米，在這個(gè)蒸汽管道上安裝一個(gè)DN100法蘭截止閥，以便控制蒸汽流量，保證蒸汽正常供應(yīng)，壓力不低于0.3MPa。③把1000msup3;緩沖氣柜的進(jìn)、出口電動(dòng)閥門(DN400Pg6)關(guān)閉并用水封封死氣柜，并在進(jìn)氣電動(dòng)閥的后側(cè)、出氣電動(dòng)閥的前側(cè)各加1個(gè)DN400Pg6、δ=3㎜鋼板盲板。在緩沖氣柜東側(cè)DN400出氣管上有一DN100放散管道(放散管上有閥門控制)，此管道與預(yù)設(shè)的蒸汽管道接通。④排掉緩沖氣柜進(jìn)、出口水封里的水，打開(kāi)蒸汽閥門，當(dāng)氣柜高度升至1米時(shí)，打開(kāi)氣柜頂部的放散閥門間斷逐一放散，且要均勻，當(dāng)氣柜降至0.5米時(shí)，停止放散，升降多次重復(fù)進(jìn)行，升降往返不能低于10次，每次升降高度為0.5米。蒸汽停止時(shí)，嚴(yán)禁關(guān)閉頂部放散閥門。⑤拆掉氣柜出口DN400Pg6

手動(dòng)閘閥，迅速接通準(zhǔn)備好的離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)，當(dāng)在氣柜頂部放散口檢測(cè)一氧化碳濃度小于2%時(shí)視為置換合格。⑥置換合格后，拆掉氣柜進(jìn)口DN400Pg6手動(dòng)閘閥和氣柜進(jìn)、出口與電動(dòng)閥之間DN400管道(20米)，在打開(kāi)緩沖氣柜頂部DN600人孔2個(gè)，用制作好的DN400Pg6法蘭盲板把電動(dòng)閥門盲住，緩沖氣柜置換結(jié)束。⑦由于20000msup3;、10000msup3;緩沖氣柜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行型式一樣，故緩沖氣柜的置換工序與20000msup3;、10000msup3;氣柜的置換工序相同。置換合格后打開(kāi)所有人孔，自然通風(fēng)放置。

⑷脫硫系統(tǒng)

三臺(tái)脫硫罐有現(xiàn)有的蒸汽接口，采用蒸汽置換煤氣的方法進(jìn)行置換;除焦塔和冷卻塔有現(xiàn)有的水管接口，確定為水置換方式。首先把插盲板處法蘭、閥門連接螺栓進(jìn)行保養(yǎng)，保證拆缷靈活，詳細(xì)步驟為:

①在冷卻塔進(jìn)口和除焦塔出口法蘭處各加一個(gè)DN400Pg6、δ=3㎜鋼板盲板，啟動(dòng)循環(huán)水泵往除焦塔和冷卻塔內(nèi)注水，打開(kāi)除焦塔和冷卻塔頂部的放散閥，當(dāng)放散閥有水溢出時(shí)，除焦塔和冷卻塔置換合格。②把三臺(tái)脫硫罐的進(jìn)、出口手動(dòng)閘閥(DN400Pg10)逐一拆除，用制作的法蘭盲板(DN400Pg10)將法蘭口封死，并保證不漏氣，使脫硫罐與管道系統(tǒng)隔離，每臺(tái)脫硫罐需要法蘭盲板4片。③按照脫硫罐的編號(hào)1#、2#、3#將頂部蒸汽閥打開(kāi)，逐臺(tái)進(jìn)行置換，當(dāng)排污口有蒸汽冒出時(shí)，即為合格。④置換合格后立即全部打開(kāi)脫硫罐上的所有人孔法蘭蓋(DN600)，為防止脫硫劑罐內(nèi)燃燒發(fā)生意外，要及時(shí)把罐內(nèi)的脫硫劑清理出來(lái)，運(yùn)送到安全的場(chǎng)所。保持自然通風(fēng)放置。

⑸廠區(qū)架空管網(wǎng)系統(tǒng)

因廠區(qū)內(nèi)管網(wǎng)都有現(xiàn)成的水接口，且有最高放散點(diǎn)，本系統(tǒng)采用水置換方法。其步驟為:①在DN400架空管道的底部排污管上(DN50)用消防帶與消防栓接通，打開(kāi)架空管道原有DN50放散閥門進(jìn)行放散，放散口有水溢出時(shí)，置換為合格。廠區(qū)所置換管道總長(zhǎng)約500米。②置換結(jié)速后，將架空管道的所有法蘭盲板全部拆除，自然通風(fēng)放置。

3置換施工安全措施:

1、提前將安全技術(shù)措施和施工步驟貫徹到?jīng)]一為施工人員，堅(jiān)決做到一切行動(dòng)聽(tīng)指揮。

2、劃定禁火區(qū)，嚴(yán)禁火種進(jìn)入，非施工人員不得進(jìn)入劃定的置換現(xiàn)場(chǎng)。

3、搞好安全技術(shù)交底和施工前安全培訓(xùn)。

4、腳手架要搭設(shè)牢固，登高人員必須戴好安全帶、安全帽及防靜電工作服，不得穿帶釘子的工作鞋?；?yàn)員及裝置盲板人員必須在上風(fēng)口操作，嚴(yán)禁用工具敲打工件，工具、工件、煤氣放散口必須涂抹黃油。

5、三個(gè)氣柜置換時(shí)不能邊充入蒸氣邊放空，因?yàn)榇藭r(shí)氣柜內(nèi)氣體中煤氣濃度可能在爆炸極限內(nèi)，當(dāng)放空時(shí)，由于氣流速度高，有可能產(chǎn)生火花，發(fā)生燃燒及爆炸事故。

6、三個(gè)氣柜置換時(shí)，當(dāng)打開(kāi)氣柜頂部放散閥門放散時(shí)不能停止充入蒸氣，因?yàn)楫?dāng)溫度低時(shí)，蒸汽冷凝速度快，如不及時(shí)充入蒸氣可能柜內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，發(fā)生氣柜抽癟事故。

7、為確保置換安全，廠內(nèi)啟動(dòng)消防泵，使其處于高壓運(yùn)行狀態(tài)，消防水帶分兩路鋪設(shè)到現(xiàn)場(chǎng)。

三臺(tái)氣柜的置換必須在夜間20:00以后進(jìn)行，其他置換可任意安排。

4結(jié)束語(yǔ):

通過(guò)精心組織，合理安排，周密計(jì)劃，根據(jù)廠內(nèi)具體情況具體分析，我們采用多種方式結(jié)合使用的置換方法，使置換任務(wù)既能安全順利完成，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化和效益化，即以最小的支出獲取最大的效益?，F(xiàn)煤氣廠所有設(shè)備管道均已安全置換完畢，內(nèi)部均處于自然通風(fēng)狀態(tài)，屬于安全放置狀態(tài)，隨時(shí)可以拆卸、切割、處置。為公司消除了一項(xiàng)安全隱患。