燃氣埋地閥門功能改進措施及應用

彭峻峰 羅 娜 唐 波

（1.四川川港燃氣有限責任公司，四川 成都 610017；2.四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司，四川 成都 610051）

0 引言

近幾年，隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級，采用煤炭作為燃料的企業(yè)不斷對用能方式進行調(diào)整，煤改氣得到全面推廣，天然氣的需求量逐年增長［1］。在用戶用氣規(guī)模不斷發(fā)展壯大的同時，燃氣配套設(shè)施建設(shè)和維護的要求也越來越高［2］。如何解決供氣設(shè)施建設(shè)、檢、維修過程中遇到的瓶頸問題，確保燃氣設(shè)施得到安全、高效的建設(shè)和平穩(wěn)的檢、維修是燃氣經(jīng)營企業(yè)面臨的問題。針對燃氣公司在對燃氣管網(wǎng)及設(shè)備進行檢、維修等停氣動火作業(yè)時關(guān)閉燃氣埋地閥門仍無法對燃氣管段進行放散、置換及置換效果檢測以及無法對埋地閥門進行有效上鎖管理等問題，有必要分析燃氣閥門不能滿足放散、置換、檢測和隔離鎖定功能的原因，提出對應的燃氣埋地閥門改進完善對策建議，燃氣公司可以進行安全可靠的檢、維修工作，并最大限度減少停氣影響，為燃氣公司樹立較好的口碑和品牌。不能為管道內(nèi)的天然氣放散提供排放口，不能為置換提供惰性氣體提供注入口，不能為管道內(nèi)天然氣置換效果檢測提供取樣口，設(shè)備功能設(shè)計不夠完善［7］。③使用工器具材料方面。燃氣公司為現(xiàn)場作業(yè)人員配備了開關(guān)閥門的專用操作桿，但未配備閥門鎖具，導致無法對閥門進行鎖定。深究其原因，是因為沒有該類鎖具生產(chǎn)和銷售，燃氣公司無法配備該類閥門鎖具，存在鎖具配備問題。④閥門操作規(guī)程方面。開關(guān)閥門操作方法簡單，員工掌握到位，不存在操作方法錯誤的問題。⑤閥門使用環(huán)境方面。能夠作為燃氣埋地專用閥門用于埋地管網(wǎng)現(xiàn)場，不存在安裝使用環(huán)境不適應的情況［8］。

綜上所述，導致無法進行放散、置換、檢測和鎖定的主要原因為：①閥門功能設(shè)計不夠完善；②閥門配套工具不匹配。

1 現(xiàn)狀及原因分析

圖1 埋地閥門缺陷分析要因圖

按照城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)標準規(guī)范和燃氣企業(yè)管理制度要求，燃氣公司在對燃氣管網(wǎng)及設(shè)備進行檢、維修等停氣動火作業(yè)時，都需要將作業(yè)管段內(nèi)的天然氣進行放散、置換及置換效果檢測，將關(guān)鍵控制閥門在關(guān)閉的情況下進行鎖定，以防作業(yè)過程中發(fā)生燃燒爆炸事故。然而，現(xiàn)場使用的閥門，僅僅具有單一的截斷功能［3］，在關(guān)斷后，常常因為埋地管道和閥門都沒有設(shè)計放散工藝，無法對需要作業(yè)的管段進行放散、置換及置換效果檢測，不得不采用拆卸作業(yè)管段兩端的調(diào)壓設(shè)備進行放散和置換檢測，導致停氣范圍擴大［4-6］。風險作業(yè)過程中，因埋地閥門僅有閥桿四方頭外露，也無法進行有效的上鎖管理，存在誤操作安全隱患。

針對燃氣管網(wǎng)及閥門存在的缺陷，從 “人、機、料、法、環(huán)” 五個方面因素繪制特性要因圖，分析出了燃氣閥門不能滿足放散、置換、檢測和隔離鎖定功能的原因（圖1）。①人員技能與操作方面。通過培訓和評估，現(xiàn)場作業(yè)人員能夠較為熟練掌握閥門的結(jié)構(gòu)原理和操作步驟，排除人員能力缺陷。②閥門設(shè)計結(jié)構(gòu)原理方面。該類閥門為燃氣專用截斷閥門，在正常使用時，僅僅具有截斷功能，

2 改進措施

針對分析確認的原因制定了對應的改進完善對策：①將現(xiàn)有單一截斷功能的閥門改進為帶有放散、氮氣置換、置換效果檢測功能的閥門；②針對目前無該類閥門專用鎖具的情況，針對性設(shè)計制造出配套專用鎖定工具。

2.1 增設(shè)放散短管及控制閥

在僅僅具有單一截斷功能的閥門兩端直管段上對稱開口，承插焊接DN25的無縫鋼制管段，短管端部采用套絲機制造外螺紋，外螺紋處連接安裝帶內(nèi)螺紋的DN25控制球閥，并將放散短管以支架形式固定于閥門本體上（圖2、圖3）。正常使用時，控制球閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)［9］。在進行檢、維修等作業(yè)時，通過控制球閥為放散管道內(nèi)的天然氣提供排放口，為置換提供惰性氣體提供注入口，為檢測管道內(nèi)天然氣置換效果提供取樣口［10-11］。

圖2 原閥門結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 改進后閥門結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 配套設(shè)計專用鎖定工具

針對具有放散、氮氣置換、置換效果檢測功能的閥門，設(shè)計并制作出帶卡槽和鎖孔的專用筒套鎖具（圖4、圖5）。在對燃氣管網(wǎng)進行動火等風險作業(yè)時采用筒套鎖具將閥門頂部的四方頭罩住以隔離作用于四方頭的外力（圖6），防止關(guān)斷的閥門被意外打開造成動火作業(yè)點發(fā)生燃燒爆炸事故［12］。

圖4 筒套鎖具結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 筒套鎖具實物圖

圖6 筒套鎖具現(xiàn)場應用圖

3 實施及效益分析

3.1 實施情況

根據(jù)2018 年該改進方案在四川省達州燃氣公司的應用結(jié)果表明：在改進完善閥門功能、使用專用閥門鎖具的情況下對管道進行風險作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對燃氣管道天然氣進行放散、置換和置換效果檢測。另外，作業(yè)時不再需要擴大停氣影響范圍，也不再需要指派專人值守關(guān)鍵閥門。據(jù)統(tǒng)計，平均每次管道風險作業(yè)節(jié)約人手3.5人，放空氣損失降低到改進前的60%，停氣影響規(guī)?？s小到改進前的45%，停氣影響時間也降低到改進前的70%（圖7）。

圖7 改進效果對比分析圖

3.2 經(jīng)濟效益分析

以達州燃氣公司為例，根據(jù)公司2018 年度工作量計算：按照每個關(guān)鍵閥門雇傭一名人員每次值守一天進行計算，按照雇傭人員成本120元／（人·d）計算，改進后節(jié)約人工成本6.5 萬元。改進后按改進前的60%放空氣損失計算，減少放空氣損失0.6 × 104m3，折算減少放空經(jīng)濟損失1.2萬元?？鄢圃扃娬质芥i具材料費及工時費用0.05 萬元，預計年度綜合效益為8.25萬元。

3.3 社會效益分析

應用實施證明，在技術(shù)改進后進行管道風險作業(yè)時能夠充分保證作業(yè)人員的人生安全，對企業(yè)安全生產(chǎn)具有突出貢獻。在進行管道檢、維修作業(yè)時，一方面減少了受停氣影響的用戶數(shù)量，另一方面也縮短了停氣用戶的影響時間。這對于一個燃氣公司在當?shù)卣痉€(wěn)腳跟，得到廣大居民認可，樹立起較好的口碑和品牌效應起到非常重要的作用。

4 結(jié)論

1） 通過對燃氣閥門的功能進行改進完善，能夠?qū)⑿枰M行放散的燃氣管道內(nèi)天然氣進行放散，能夠從放散控制閥處對管道注入惰性氣體進行置換和檢測置換效果；在對燃氣管道進行風險作業(yè)時，采用筒套式鎖具將閥門四方頭操作部位進行隔離封鎖，能夠預防外來人員意外打開閥門，避免作業(yè)點發(fā)生意外人身傷害事故。

2） 在進行管道檢、維修作業(yè)時，改進措施的應用可在減少停氣影響用戶數(shù)量的同時，縮短停氣用戶的影響時間，有利于燃氣公司獲得較好的社會效益。

3） 燃氣埋地閥門功能改進方案通過在四川省達州燃氣公司的現(xiàn)場應用，證實能夠?qū)崿F(xiàn)對燃氣管道天然氣進行放散、置換和置換效果檢測，并減少了檢修人員成本和燃氣放空損失，具有現(xiàn)實可行的意義，可進一步推廣實施。