放空點(diǎn)火工藝的改進(jìn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果

彭峻峰

（四川川港燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，四川 成都 610017）

0 引言

在川渝地區(qū)燃?xì)夤镜纳a(chǎn)經(jīng)營過程中，為配合當(dāng)?shù)貐^(qū)域建設(shè)，發(fā)展天然氣終端銷售市場，有效發(fā)揮管道的輸送能力，需要不定時地對管道進(jìn)行動火作業(yè)、清管作業(yè)等非常規(guī)作業(yè)，為確保安全、平穩(wěn)作業(yè)，放空泄壓是避免事故發(fā)生的最有效措施之一[1-2]。經(jīng)過對川渝地區(qū)燃?xì)夤旧a(chǎn)現(xiàn)場的調(diào)研，當(dāng)前所有的配氣門站、撬裝轉(zhuǎn)供站的放空氣點(diǎn)火作業(yè)都是由兩人甚至多人共同配合完成，在點(diǎn)燃放空氣時，由一人控制放空閥門，另一人通過燃放魔術(shù)彈或丟火把的原始方式將放空氣點(diǎn)燃。若在安全閥起跳等緊急排放的情況下，特別是在無人值守的生產(chǎn)現(xiàn)場，這種點(diǎn)火方式就具有一定的局限性。為促進(jìn)終端燃?xì)夤靖影踩?、平穩(wěn)地進(jìn)行放空作業(yè)，降低操作人員的人身傷害風(fēng)險及工作強(qiáng)度，對配氣門站、撬裝站點(diǎn)火工藝進(jìn)行工藝優(yōu)化改進(jìn)非常必要。為此，在對當(dāng)前放空工藝的缺陷及安全風(fēng)險進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的自動化連鎖點(diǎn)火放空工藝，通過對其設(shè)計(jì)和應(yīng)用效果進(jìn)行闡述及分析，判斷其能否在解決原有設(shè)備問題的情況下安全運(yùn)行。

1 現(xiàn)有工藝存在的問題

在現(xiàn)有工藝中，停氣作業(yè)需要對配氣門站、撬裝轉(zhuǎn)供站管道設(shè)備進(jìn)行放空時，排放出的加臭天然氣須經(jīng)過點(diǎn)燃后才能進(jìn)行排放，在點(diǎn)燃放空氣時，由一人操控放空閥門，另一人通過燃放魔術(shù)彈或丟火把在臨近放空管區(qū)域的原始方式將放空氣點(diǎn)燃。

現(xiàn)有放空工藝的缺陷具體表現(xiàn)為：①放空立管距離地面較高時，魔術(shù)彈或引火火把無法有效靠近立管口附近點(diǎn)燃放空氣，導(dǎo)致放空氣被點(diǎn)燃的可靠性不高；②放空立管距離氣源控制閥較遠(yuǎn)時，一旦氣源控制人員和點(diǎn)火操作人員之間相互溝通銜接不暢，會造成放空氣未被點(diǎn)燃或火源到位無放空氣的情況；③當(dāng)無人值守場站出現(xiàn)輸配異常、壓力超高情況致使安全閥起跳，將導(dǎo)致大量未被點(diǎn)燃的加臭天然氣直接放空，造成大氣環(huán)境污染。現(xiàn)有放空工藝造成的操作人員安全風(fēng)險表現(xiàn)為：采用人工原始方式點(diǎn)火，操作人員須靠近放空立管近距離作業(yè)，在放空氣被點(diǎn)燃的瞬間，天然氣會發(fā)生閃燃，這極易造成操作人員被燒傷；當(dāng)放空管內(nèi)積存有硫化鐵粉末或凝析油時，被點(diǎn)燃時散落至地面會造成操作人員被灼傷。

2 改進(jìn)方案設(shè)計(jì)

鑒于燃?xì)夤镜呐錃忾T站、撬裝站放空點(diǎn)火工藝目前存在的工藝缺陷及安全風(fēng)險，新提出自動化連鎖點(diǎn)火工藝優(yōu)化方案，即采用采集、監(jiān)控、傳輸、處理壓力數(shù)據(jù)，將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自動點(diǎn)火指令，加裝電子點(diǎn)火頭并正確合理實(shí)施控制邏輯，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動電子點(diǎn)火的功能[3]。

1）采集、監(jiān)控壓力數(shù)據(jù)。不論是在配氣門站還是在撬裝分輸站，對管網(wǎng)、設(shè)備的運(yùn)行壓力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控是重中之重。一旦運(yùn)行壓力異常超高，須采取放空泄壓的安全措施保證設(shè)備在安全壓力下運(yùn)行。為準(zhǔn)確采集并監(jiān)控管道及設(shè)備運(yùn)行壓力的實(shí)時變化情況，在管道、設(shè)備上安裝壓力變送器采集監(jiān)控壓力數(shù)據(jù)，并將壓力數(shù)據(jù)傳輸給場站控制單元。

2）完善管道、設(shè)備泄壓流程。為了確保管道及設(shè)備運(yùn)行安全，須在管道、設(shè)備上安裝安全閥和手動放空設(shè)備，以采取自動和就地手動并用的方式進(jìn)行泄壓放空，安全閥的起跳壓力設(shè)定值必須小于管道、設(shè)備允許的最高運(yùn)行壓力。

3）加裝電子點(diǎn)火頭。為確保放空氣在放空管口被完全點(diǎn)燃，須在放空管出口加裝電子點(diǎn)火頭，不論是計(jì)劃性放空還是壓力異常超高安全閥起跳使放空氣被放出之前，電子點(diǎn)火頭已經(jīng)開始點(diǎn)火運(yùn)作，產(chǎn)生的電子火花使放出的天然氣遇到火花即刻燃燒，達(dá)到先點(diǎn)火后放空的效果[4]。因壓力異常導(dǎo)致安全閥起跳的放空點(diǎn)火，由控制單元依據(jù)采集的壓力數(shù)據(jù)變化情況適時啟動電子點(diǎn)火頭；控制單元對電子點(diǎn)火頭開關(guān)的指令動作必須先于安全閥起跳之前，由采集的壓力數(shù)據(jù)與安全閥起跳設(shè)定值進(jìn)行對比再判定。另外在放空氣源控制閥安裝位置附近設(shè)置手動點(diǎn)火箱，在進(jìn)行計(jì)劃性放空作業(yè)時可采用手動方式啟動電子點(diǎn)火頭。改進(jìn)的點(diǎn)火工藝示意圖見圖1。

圖1 改進(jìn)后的點(diǎn)火工藝示意圖

4）點(diǎn)火頭控制邏輯。電子點(diǎn)火頭控制回路由電開關(guān)控制閉合或斷開，電開關(guān)的閉合或斷開由控制單元控制。當(dāng)需要點(diǎn)火時，控制單元發(fā)出低壓電信號給高壓電開關(guān)，電開關(guān)閉合，點(diǎn)火器自動點(diǎn)火；當(dāng)火焰監(jiān)測儀探測到火焰時需要關(guān)閉點(diǎn)火頭，控制單元切斷低壓電信號，電開關(guān)斷開，點(diǎn)火頭自動停止點(diǎn)火。點(diǎn)火流程見圖2。

圖2 控制單元控制點(diǎn)火流程圖

3 改進(jìn)工藝應(yīng)用效果

將燃?xì)夤镜呐錃鈭稣尽⑶搜b站的放空點(diǎn)火工藝的控制改進(jìn)為自動和就地手動并用方式，將放空氣的點(diǎn)火控制權(quán)交由控制單元來實(shí)施，采用電子點(diǎn)火頭實(shí)施點(diǎn)火，這一改進(jìn)工藝在終端燃?xì)夤镜某鞘信錃庹竞颓搜b轉(zhuǎn)供站生產(chǎn)現(xiàn)場得到應(yīng)用，其應(yīng)用效果情況統(tǒng)計(jì)見表1。改進(jìn)后的點(diǎn)火工藝系統(tǒng)可以適時監(jiān)控重要配氣干線、城市管網(wǎng)及撬裝設(shè)備的運(yùn)行工況，進(jìn)一步為管道、設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。在需要進(jìn)行計(jì)劃性點(diǎn)火時，即刻啟動就地手動點(diǎn)火，在需要進(jìn)行非計(jì)劃性點(diǎn)火時，即刻啟動遠(yuǎn)程自動點(diǎn)火，放空氣被完全點(diǎn)燃的可靠性得到了保證，不會對大氣環(huán)境造成污染；同時，不再需要更多的操作人員進(jìn)行放空操作，能夠減輕操作人員的工作強(qiáng)度，操作人員也不須靠近放空立管進(jìn)行點(diǎn)火作業(yè)，人身安全也得到了充分保障，促進(jìn)了燃?xì)夤旧a(chǎn)現(xiàn)場風(fēng)險管控水平的提升。

4 結(jié)論

1）將城市配氣門站、撬裝轉(zhuǎn)供站的放空點(diǎn)火工藝改進(jìn)為自動化和手動形式并用，將放空氣的點(diǎn)火控制權(quán)交由控制單元掌控。

2）將原始的點(diǎn)火工藝改進(jìn)為自動聯(lián)鎖電子點(diǎn)火后，能實(shí)時監(jiān)控管道及設(shè)備的運(yùn)行工況，不再需要更多的操作人員，提高了燃?xì)夤驹谏a(chǎn)現(xiàn)場的成本管理水平。

表1 改進(jìn)點(diǎn)火工藝應(yīng)用效果情況統(tǒng)計(jì)表

3）將原始的點(diǎn)火工藝改進(jìn)為自動聯(lián)鎖電子點(diǎn)火后，操作人員不須靠近放空立管進(jìn)行點(diǎn)火作業(yè)，消除了操作人員被燒傷灼傷的安全隱患，操作人員的人身安全得到了保障。

4）將原始的點(diǎn)火工藝改進(jìn)為自動聯(lián)鎖電子點(diǎn)火后，放空氣被完全充分點(diǎn)燃的可靠性得到保障，大大降低了對大氣環(huán)境造成的污染。天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2018，12（3）：41-43.