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
1.1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。
2.1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。
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
(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。
5.1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。
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。