淺述5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜檢修置換

卓　平（攀枝花市煤氣總公司，四川攀枝花 617000）

淺述5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜檢修置換

卓平
（攀枝花市煤氣總公司，四川攀枝花 617000）

文章對(duì)用氮?dú)庵脫Q煤氣氣柜內(nèi)的煤氣——間接置換法和用煤氣直接置換煤氣氣柜內(nèi)空氣——微放散擴(kuò)容稀釋置換法做了詳細(xì)的技術(shù)分析，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。

煤氣氣柜；檢修；置換工藝

1　氮?dú)庵脫Q煤氣氣柜內(nèi)的煤氣——間接置換法

1.1置換方案理論計(jì)算與分析

1.1.1計(jì)算依據(jù)

低壓干式煤氣柜雖儲(chǔ)氣容積較大，由于其結(jié)構(gòu)是活塞式的，活塞上方是靠密封油泵的間隙上油，以保持油封高度來(lái)密封活塞下方的煤氣。煤氣借助壓力推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)而進(jìn)氣，又靠著活塞自垂（自重）而維持氣柜內(nèi)的壓力平衡。而且活塞的下行程死點(diǎn)與氣柜底板之間的距離很小，因此實(shí)際上應(yīng)被置換的煤氣氣體積就很小了。

① 5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜的設(shè)計(jì)參數(shù)，5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜為正20邊形，柜側(cè)板邊長(zhǎng)5.9m，側(cè)板外接圓直徑D=37.7155m，側(cè)板內(nèi)切圓直徑d+37.25lm，活塞行程H=45.6m，活塞最低點(diǎn)到柜底板間距H=1.38m，柜有效容積V=50 110m3，煤氣柜進(jìn)出口煤氣管公稱通徑Dg600mm，活塞工作壓力P= 3 000+150Pa，柜底部（第一帶側(cè)板中部）Dg150mm吹掃放散管3根。

② 被置換的煤氣管道730～2 900m、D529～2 600m，幾何容積1 698.8。5萬(wàn)m3干式柜底面積S=1 098.91，被置換空間氣體體積v=1 516.5 m3。整個(gè)工程應(yīng)置換的幾何容積為3215.3 m3。置換所用氮?dú)庥膳输撘幻很囬g提供，被置換體積與氮?dú)庑栌昧堪磶缀稳莘e的3倍計(jì)算，則整個(gè)置換氮?dú)饬繛? 645.9 m3。置換時(shí)間150min，具體時(shí)間由總指揮根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)置換決定。

③ 置換氮?dú)膺M(jìn)口設(shè)在攀鋼一煤車間，分別在5萬(wàn)m3干式柜底塔3根Dg162mm放散管處進(jìn)行放散。

④ 氮?dú)庵脫Q煤氣合格的標(biāo)準(zhǔn)：在炳氣柜底塔3根Dg162mm放散管處進(jìn)行放散，同時(shí)在底塔3根Dg162mm放散管的取樣閥處分別進(jìn)行取樣，每根放散管取樣氣體中一氧化碳低于0.2%（mg/L）、煤氣含量小于1%時(shí)，兩項(xiàng)指標(biāo)必須同時(shí)達(dá)到，生產(chǎn)科負(fù)責(zé)取樣及檢測(cè)。

1.1.2置換注意事項(xiàng)

① 置換所用的氣體密度大于被置換氣體時(shí)，進(jìn)氣口應(yīng)設(shè)在柜的底部。反之，應(yīng)設(shè)在上部。

② 進(jìn)氣速度不宜過大，完全置換凡是進(jìn)氣速度不應(yīng)超過1m/s；完全混合（稀釋）方式，置換開始階段進(jìn)氣速度不超過1m/s。當(dāng)氣體送入量達(dá)到置換空間的一半后，進(jìn)氣速度提高到5m/s左右。

③ 在置換過程中，柜內(nèi)始終保持正壓。

④ 置換時(shí)柜體四周安排10名警衛(wèi)人員，確保工作人員和周圍環(huán)境的安全。

2　施工作業(yè)慨述

2.1降壓范圍

在抽插盲板時(shí)，關(guān)閉吊橋南ND500閥門，關(guān)閉炳草崗儲(chǔ)配站、五十一儲(chǔ)配站進(jìn)口管道閥門、由五十一儲(chǔ)配站出口閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制全市管網(wǎng)壓力，壓力控制在300-500Pa之間。在整個(gè)施工中五十一儲(chǔ)配站負(fù)責(zé)保持江南片區(qū)煤氣管網(wǎng)正壓，具體壓力由總指揮根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定。

2.2降壓范圍：501電廠——馬家田

501電廠——51公里:

① 施工前的準(zhǔn)備工作，在進(jìn)行置換前將5萬(wàn)m3干式柜儲(chǔ)存量降至2 000m3，然后關(guān)閉5萬(wàn)m3干式柜加壓機(jī)進(jìn)出口閥門及D630進(jìn)口1、2、3、4、6、閥門，開啟底塔3根Dg162mm放散閥，使5萬(wàn)m3干式柜柜體活塞運(yùn)行到最低點(diǎn)（距柜底板間1.38m）。

② 關(guān)閉一煤車間進(jìn)出口管閥門、關(guān)閉一煤車間至吊橋段沿途調(diào)壓站進(jìn)口閥門，關(guān)閉吊橋南一號(hào)閥門、橋北閥門。

③ 分別在一煤車間進(jìn)出口、吊橋南1#、橋北閥門、炳氣北4#、6#閥門處分別插盲板。

④ 開啟炳氣柜1#、2#閥門及氮?dú)忾y門，對(duì)從一煤至炳氣柜的D 730～2900m、D529～2600m及5萬(wàn)m3干式柜進(jìn)行氮?dú)庵脫Q；在炳氣柜底塔3根Dg162mm放散閥管處進(jìn)氣放散。同時(shí)在底塔3根Dg162mm放散閥管的取樣閥分別進(jìn)行取樣，每根放散管取樣氣體一氧化碳低于0.2%（mg/L）、煤氣含量小于1%時(shí)，兩項(xiàng)指標(biāo)必須同時(shí)達(dá)到，5萬(wàn)m3干式柜置換合格。

⑤ 置換合格后，往5萬(wàn)m3干式柜水封里加水，抽取一煤車間進(jìn)出口、吊橋南1#閥門、橋北閥門、炳氣柜4#、6#閥門處插盲板；關(guān)閉炳氣柜1#、2#閥門。

3　5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜微放散擴(kuò)容稀釋置換

炳草崗儲(chǔ)配站5萬(wàn)m3低壓干式煤氣儲(chǔ)氣柜密封裝置大修完成驗(yàn)收合格后，煤氣儲(chǔ)氣柜在投產(chǎn)使用之前必須進(jìn)行置換。目前國(guó)內(nèi)置換通常是采用煤氣直接置換法和氮?dú)饣驘煔獾榷栊詺獾拈g接換法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但以上置換法要消耗大量的煤氣或惰性氣，還需要提供置換所需要的專用設(shè)備，不僅對(duì)周圍環(huán)境造成一定污染，在經(jīng)濟(jì)上、安全上也要付出一定的代價(jià)。低壓干式煤氣柜雖儲(chǔ)氣容積較大，由于其結(jié)構(gòu)是活塞式的。活塞上方是靠密封油泵的間歇上油，以保持油封高度來(lái)密封活塞下方的煤氣。煤氣借助壓力推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)而進(jìn)氣，又靠著活塞自垂（自重）而維持氣柜內(nèi)的壓力平衡。而且活塞的下行程死點(diǎn)與氣柜底板之間的距離很小，因此實(shí)際上應(yīng)被置換的空氣體積就很小了。故本次置換采用直接充氣的擴(kuò)容稀釋法，即是低壓干式儲(chǔ)氣柜在下行死點(diǎn)，向柜內(nèi)送合格的城市民用煤氣到有效容積，將本應(yīng)置換的柜內(nèi)底部含氧空氣不排走，而進(jìn)行稀釋，使低壓干式氣柜內(nèi)的混合煤氣的氧含量達(dá)到城市煤氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。

3.1理論計(jì)算與分析

3.1.1計(jì)算依據(jù)

5萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜的設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.1.1.15萬(wàn)m3低壓干式煤氣柜

煤氣柜為正20邊形，柜側(cè)板邊長(zhǎng)5.9m，側(cè)板外接圓直徑D=37.7155m，側(cè)板內(nèi)切圓直徑d+37.25lm，活塞行程H=45.6m，活塞最低點(diǎn)到柜底板間距H=1.38m，柜有效容積V=50 110m3。

煤氣柜進(jìn)出口煤氣管公稱通徑Dg600mm，活塞工作壓力P=3 000+150Pa，柜底部（第一帶側(cè)板中部）Dg150mm吹掃放散管3根。

3.1.1.2加壓設(shè)備

羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，每臺(tái)額定輸出氣量V=60m3/min，額定輸出壓力P=38.2kPa（3 900mmH2O）。

3.1.2空氣中含氧量O2=21%

3.1.3攀鋼焦?fàn)t煤氣含氧量O2=0.2%，熱值Q=4 000kCal/m3，吊橋北攀鋼常規(guī)供氣量V=3 500～4 000 m3/h。國(guó)家城市民用煤氣合格標(biāo)準(zhǔn)O2＜1%，熱值Q≥3 500kCal/m3

4　擴(kuò)容稀釋理論計(jì)算

（1）柜底面積S=1 098.91 m2。

（2）被稀釋空間空氣體積V=1 516.5m3。

（3）被稀釋空氣中氧氣體積O2=318.464m3。

（4）混合煤氣中氧氣含量O2＜1%時(shí)：

①煤氣需用量V=45 494.84m3。

②煤氣熱值Q=3 870.968kCal/m3。

（5）充柜達(dá)5萬(wàn)m3時(shí)（額定貯量）。

①混合煤氣含氧量O2=0.836 98%。

②混合煤氣熱值Q=3 882.506kCal/m3。

（6）稀釋時(shí)間t=12.30～13.00h。

（7）升柜壓力P=3 000Pa（300mmH2O）。

（8）爆炸極限區(qū)焦?fàn)t煤氣用量（焦?fàn)t煤氣爆炸極限為4.72～37.59%）下限量：75.125m3；上限量：913.4m3；時(shí)間16min。

（9）放散置換法焦?fàn)t煤氣耗用量。

① 3倍體積時(shí)：4 549.485m3；時(shí)間：1.20h。

② 5倍體積時(shí)：7 588.480 m3；時(shí)間：2.30h。

5　理論計(jì)算的分析

5.1微放散擴(kuò)容稀釋

以上的理論計(jì)算表明，低壓干式儲(chǔ)氣柜不通過置換排氣，而用擴(kuò)容稀釋法將城市民用煤氣直接送入干式儲(chǔ)氣柜到一定容積，此時(shí)干式儲(chǔ)氣柜內(nèi)混合煤氣含氧量及其熱值仍能滿足城市民用煤氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。

5.2放散置換

根據(jù)理論計(jì)算，此方法用氣量較大，放散時(shí)間長(zhǎng)，雖能與站區(qū)新建工藝管道、設(shè)備的置換一并進(jìn)行，放散量近10 000 m3。但安全措施要求高，放散置換合格后，需要立即開機(jī)充柜到柜安全高度（柜容達(dá)10 000 m3以上，需要3h，整個(gè)置換充柜連續(xù)進(jìn)行需6h）。此時(shí)開機(jī)充柜，整個(gè)站區(qū)、柜區(qū)、機(jī)房?jī)?nèi)還殘存剛置換放散的混合煤氣，安全條件差，影響開機(jī)和向柜內(nèi)監(jiān)視儀器、儀表、設(shè)備送電啟用。如果開機(jī)、送電延時(shí)較長(zhǎng)，柜受氣溫變化易出事故。

6　結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)5萬(wàn)m3低壓干式煤氣儲(chǔ)氣柜進(jìn)行置換：氮?dú)庵脫Q煤氣氣柜內(nèi)的煤氣——間接置換法，檢修完畢，對(duì)5萬(wàn)m3低壓干式煤氣儲(chǔ)氣柜進(jìn)行置換：用煤氣直接置換煤氣氣柜內(nèi)空氣——微放散擴(kuò)容稀釋置換法。我認(rèn)為只有根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庠淳唧w情況，選擇安全經(jīng)濟(jì)的置換方法對(duì)儲(chǔ)氣柜進(jìn)行置換。置換的關(guān)鍵是掌握各種氣體的爆炸極限和控制氣體的流速以0.6m/s-0.9m/s為宜。

Brief Description 50 000 m3Low Pressure Dry Gas Replacement Overhaul

Zhuo Ping

The article was replaced with nitrogen gas gas gas cabinet-indirect displacement method and the direct replacement of gas with coal gas cabinet air-Micro relief expansion diluted displacement displacement method to do a detailed technical analysis，and economic and technical comparison.

gas gas tank；maintenance；replacement process

TQ547.91

A

1003-6490（2016）03-0118-02

2016-03-06

卓平（1971—），男，四川鹽邊人，工程師，主要從事煤氣安裝工程生產(chǎn)技術(shù)管理工作。