帶壓開孔技術(shù)在煤氣輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用

熊小平 張永鋼

摘? ? 要：通過采用不停輸封堵工藝（帶壓開孔），在不影響生產(chǎn)的前提下，實現(xiàn)帶煤氣更換閥門。解決生產(chǎn)和檢修中存在安全隱患。文中主要介紹硫銨飽和器工藝管道上不停輸封堵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：帶壓在線開孔;煤氣管道;安全措施;技術(shù)優(yōu)點

1? 前言

寧波鋼鐵有限公司是杭鋼集團公司下屬杭州鋼鐵股份有限公司的全資子公司。是一家從煉焦（焦化）到煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序配套齊全、生產(chǎn)裝備水平國內(nèi)領(lǐng)先的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。其中在焦化工序中，原料煤經(jīng)過配合后，進入煉焦?fàn)t，在爐內(nèi)高溫炭化，對干煤而言，約75%左右變成焦炭，另25%左右生成各種化學(xué)物質(zhì)，以荒煤氣的形式自上升管逸出，來到煤氣凈化車間，經(jīng)過冷卻后脫硫、脫氨、脫苯再外送。

2? 硫銨飽和器生產(chǎn)工藝

從脫硫來的煤氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進入噴淋飽和器的上段（噴淋式飽和器分為上段和下段，上段為吸收室，下段為結(jié)晶室），分成兩股沿飽和器水平方向（環(huán)形）流動，每股煤氣均經(jīng)過數(shù)個噴頭用含游離酸的母液噴灑，以吸收煤氣中的氨，兩股煤氣匯合后以切線方向進入飽和器內(nèi)除酸器，除去煤氣中夾帶的酸霧液滴，從上部中心出口管離開到下一道工序。煤氣進入除酸器前，用來自二次噴灑泵的母液進行二次噴灑，以進一步除去煤氣中的氨。

飽和器的上段與下段之間用降液管相互聯(lián)通。飽和器吸收室內(nèi)吸收氨后的母液從降液管流到結(jié)晶室的底部，不斷地攪拌母液，使硫銨晶體不斷長大，含有小顆粒的母液上升至結(jié)晶室的上部，用母液循環(huán)泵從結(jié)晶室上部將母液抽出，送往飽和器上段兩組噴灑箱內(nèi)進行循環(huán)噴灑。

飽和器的吸收室設(shè)滿流管，以保持飽和器的液面穩(wěn)定。滿流管插入滿流槽中以保證封住煤氣。母液在上段與下段之間不斷循環(huán)，使母液中的晶核不斷長大，沉降在結(jié)晶室的底部。結(jié)晶室底部的結(jié)晶用結(jié)晶泵不斷抽送至結(jié)晶槽，構(gòu)成循環(huán)使結(jié)晶室底部的結(jié)晶不至于在結(jié)晶室底部結(jié)塊，出料時，結(jié)晶槽內(nèi)的結(jié)晶母液通過離心機經(jīng)離心分離脫水、脫酸、干燥后得到成品硫酸銨。

為了保證循環(huán)母液的酸度，從硫酸高置槽向滿流槽內(nèi)連續(xù)加入濃度為98%的濃硫酸。用煤氣預(yù)熱器后煤氣的溫度保持飽和器內(nèi)的水平衡。

3? 硫銨飽和器目前現(xiàn)狀及存在問題

飽和器硫酸銨工藝，在生產(chǎn)過程中，需要用98%的濃硫酸加入母液中，噴灑脫除焦?fàn)t煤氣中的氨，所以噴灑煤氣的母液呈酸性，而酸具有腐蝕性，隨著時間推移，設(shè)備、閥門、管道等被腐蝕，存在煤氣泄漏風(fēng)險。目前飽和器出口DN1200煤氣鑄鐵閥門內(nèi)底部被腐蝕，導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán)，飽和器檢修時，大量煤氣外漏，需要帶空氣呼吸器進行帶氣堵盲板，此作業(yè)存在煤氣中毒或著火爆炸的安全風(fēng)險。

4? 解決飽和器存在問題的技術(shù)方法

目前，寧鋼焦化廠1#、2#飽和器出口閘閥閥體出現(xiàn)泄漏，多處實行過塞堵，閥體可受力情況不清晰，并且法蘭面也進行過多次封膠堵漏。鑒于目前實際情況，為了不影響飽和器及下工序生產(chǎn)設(shè)備的正常運行，經(jīng)焦化廠、公司能源部和安保部進行協(xié)商討論，最終決定采用“不停輸封堵工藝”對DN1600煤氣主管道封堵后，將飽和器煤氣出口DN1200鑄鐵閘閥更換成不銹鋼閥門（2個）。煤氣不經(jīng)過1#2#飽和器，直接從主管進入3#飽和器預(yù)留進、出口臨時管道（3#飽和器設(shè)備沒裝，只安裝了進出口閥門，將3#飽和器進出口閥門直接用臨時管連通），煤氣直接進入下道工序。

4.1? 施工工藝參數(shù)和技術(shù)要求

DN1600主煤氣管道封堵一處，主煤氣管道參數(shù)：Φ1620，壁厚8mm，管道壓力：0.01Mpa.溫度小于70℃。

工程特點：（1）存在交叉作業(yè);（2）飽和器為核心設(shè)備，施工工期必須短;（3）作業(yè)面局促，空間復(fù)雜，吊裝作業(yè)難度大。

4.2? 施工步驟

帶壓開孔封堵區(qū)域搭設(shè)腳手架--帶壓開孔施工準(zhǔn)備、確定開孔位置、焊接短接、做臨時支撐--開孔作業(yè)-封堵作業(yè)、檢測（安全措施）--1#、2#飽和器進口閥門堵盲板--旁通閥堵盲板--1#、2#出口閥門拆除、法蘭切割、焊接法蘭、更換閥門作業(yè)、閥門支撐--管道試壓、測漏、閥門接線、開閉動作--1#、2#飽和器進、出口，旁通閥抽盲板--DN1600管道解除封堵-3#連通管拆除--3#進出口閥堵盲板--現(xiàn)場清理、6S作業(yè)。

施工設(shè)備：本次施工設(shè)備分三部分。

第一部分開孔設(shè)備：管道短接、夾板閥、開孔機、液壓機。

（1）開孔作業(yè)前準(zhǔn)備：搭設(shè)腳手架，對開孔機檢查、組裝和煤氣管道檢查加固。（2）確定開孔點，錯開焊縫點，根據(jù)位置做好管道短接并進行固定。（3）若周邊無障礙物，可直接焊管道短接，若有障礙物需試裝夾板閥門。（4）短接和夾板閥安裝后，再安裝開孔機，連接聯(lián)通管道。（5）接氮氣管和壓力表，先對裝置進行試壓，確認(rèn)是否泄漏，再進行置換。（6）吹掃合格后，接液壓管，打開夾板閥閥板，進行開孔作業(yè)。（7）開孔完成后，手動退刀。（8）關(guān)閉夾板閥閥板，封住煤氣，防止煤氣外漏。（9）從壓力表處放出開孔機內(nèi)煤氣，拆螺栓撤出開孔機。（10）檢測夾板閥周邊煤氣含量情況。

第二部分封堵設(shè)備：液壓推桿、鏈接套筒、封堵板、液壓機。

（1）液壓推桿與套筒連接緊固。（2）液壓推桿進入套筒內(nèi)，與封堵板上方兩個小孔對齊，上插銷固定。（3）固定后，液壓推桿將封堵板收入套筒內(nèi)，同時封堵板兩側(cè)膠皮向內(nèi)收縮，直至完全進入套筒內(nèi)。（4）封堵裝置全部組裝完成后，吊上管道，放在夾板閥上并連接。（5）用氮氣吹掃封堵裝置內(nèi)空氣，檢測氧含量控制在1%以下。（6）搖出夾板閥內(nèi)盲板圈，啟動液壓推桿，將封堵板放入煤氣管道內(nèi)。（7）通過觀察煤氣管道上壓力表，判斷管道是否封堵嚴(yán)密，若封堵嚴(yán)密，對該管道進行吹掃置換，再對另一頭煤氣管道閥門堵盲板，最后更換煤氣管道閥門。（8）用氮氣吹掃檢測后的煤氣管道至合格。（9）將煤氣管道中的封堵板提進套筒內(nèi)，關(guān)閉夾板閥，封住煤氣。

第三部分解封設(shè)備：下堵器、塞堵板、盲端。

（1）開孔和封堵作業(yè)完成后，將塞堵板裝入下堵器內(nèi)，再與管道上的夾板閥連接牢固。（2）氮氣吹掃下堵器合格，打開夾板閥，將塞堵板放入管道上的短接內(nèi)并固定。（3）拆除封堵器和夾板閥。（4）最后將準(zhǔn)備好的盲板與管道上的短接連接緊固即可。

5? 施工注意事項

（1）開孔時如果振動和噪音大，需要停止開孔作業(yè)，要進行檢查，防止法蘭短接制作不到位，割刀割到的是法蘭短接，而不是要開孔的煤氣管道。（2）設(shè)備氮氣進出口偏近，存在死角，吹掃不徹底。（3）作業(yè)前要考慮管道的圓度和厚度，防止與封堵盲有偏差。（4）作業(yè)前對煤氣管道進行加固和支撐，開孔點錯開焊縫，防止振動過大。（5）作業(yè)過程中隨時用測溫槍檢測溫度，判斷開孔過程中溫度情況。（6）因多次倒換設(shè)備，所以每次都有空氣進入設(shè)備，每道工序前都應(yīng)進行吹掃檢測。（7）為節(jié)約施工作業(yè)時間，在每道工序銜接處，提前做好下道工序工作。（8）煤氣管道上要再開2個吹掃小孔。（9）做好封堵不嚴(yán)或其他事故的應(yīng)急預(yù)案。

6? 結(jié)語

不停輸封堵工藝是管道帶壓開孔機不停輸開孔封堵工藝應(yīng)用于管道改造、維修搶險施工過程中，主要是在管線不停輸情況下，使用兩個封堵頭對被改造或被維修管段上下游實施封堵，將改造維護管段隔離，臨時架設(shè)旁通管路維持管線輸送，在管線繼續(xù)保持介質(zhì)正常輸送的情況下改造管道系統(tǒng)或者對故障管段進行更換，保證下游用戶在管線維搶修期間對管輸介質(zhì)的正常使用。該工藝方法適用于所有管徑及材質(zhì)的架空、埋地、海底的介質(zhì)輸送管道，各行各業(yè)都可以使用，具有推廣意義。

參考文獻：

[1] GB 2710—2008.焦化安全規(guī)程[S].