“氣推氣” 置換在城市天然氣中壓管網中的應用

論文類別:理學論文 > 理學相關論文
論文標簽:天然氣經濟論文 中國天然氣論文
論文作者: 王智強
上傳時間:2008/6/17 10:14:00

摘 要:目前在城市天然氣工程的論文中,對天然氣“置換”有兩種論點:一是指在城市天然氣管道投產时,對管道內空氣置換的方法。二是指將以前用的煤制气、液化氣摻空氣、液化氣管道供氣等城市燃氣置換為天然氣。本文是指城市天然氣管道在投產时的天然氣置換方式。通過對天然氣中壓管網的兩種置換方案介紹、分析和對比,說明城市天然氣中壓管網、居民入戶,可采用天然氣直接“置換”的方法。針對投運前天然氣管道的置换,采用惰性氣體法與“气推氣”法優缺點進行比较分析,從理論與實踐角度闡述“氣推氣”方案的可靠性。

關鍵詞:天然氣 置換 管网 氣推氣

隨着城市燃氣事業的迅速發展,新建城市燃氣項目和不同氣質通氣前的維修,都需要置換。置換首先要确保設施的自身安全;其次是確保供出的燃氣能滿足用户的使用要求。天然氣置換是一項危险性的工作,若置換方案選擇不當或操作失誤,均可能發生惡性事故,造成惨重損失。為此,天然气置換的安全問題顯得特別重要;其次,置換還應考慮經济問題,若方案不當將造成置換工作量大,費用高。用什麽安全、經濟的方法將中压管網、居民戶內管道的空氣置换為天然氣,是一個值得認真探討的問題。對此發表一些看法和意見,作為我公司尉犁縣天然氣入戶點火的實施方案。

根據目前同行業的成功經驗,城市中壓管網、居民戶內的置換一般有如下兩種方法可以采納。

1. 惰性氣體置換法

用惰性氣体(氮氣)先置換管道里的空氣,再用天然氣置換管道裏的惰性氣體。即把惰性氣體作為置換中間介質,這裏所說的“惰性氣體”是指既不可燃又不可助燃的無毒氣体。如氮氣(N2或液氮)、二氧化碳(CO2)、煙氣等,均可以采用。

具體操作過程是先將惰性氣體充滿管網,加壓到一定程度置換出空氣,直至管網惰性氣體的濃度達到預定的置換標準為止;然後再以燃氣充滿管网,同樣加壓到一定程度置換出惰性氣體,從而完成置換程序。此法操作復雜、煩瑣。反復進行兩次換氣,不僅耗用大量惰性氣體還耗用大量的燃气,發生費用較高,其换氣時間長,工作量大,既不經济又費事。但是它可以確保可燃气體不會與管網中空氣接觸,不会形成具有爆炸的混合氣體。因此此法可靠性好,安全系數高,成功性大。是燃氣行業以前普遍采用的傳統的置換方法。

2.燃氣直接置換法

燃氣直接置換法也稱“气推氣”置換法。此辦法是直接將燃气緩慢地進入管網替換出空气,從而達到置換目的。

當打開天然氣總閥開始送氣時,可通過可燃氣體報警器檢測放散處可燃氣體濃度,以確定是否達到預定的置換標準。燃氣達到一定濃度時,報警器即報警,關閉放散閥,置換宣告結束。

此方法的特點是比較簡便和經濟,但是具有一定的危險性。因為在置換過程中,管道裏必然要產生燃氣與空氣的混合氣體,并且要經歷爆炸極限範圍。對於纯天然氣來講,它的爆炸極限為5~15%,再考慮到其混合的不均勻性,天然氣含量45%以下均應視為危險區,遇火源,就要發生爆炸。為此必須嚴格控制火種和可燃气體的流速,並采取各种安全措施,確保無火種,才能安全地渡過其“危險期”。

要確保置換過程中沒有任何火源,以引爆或產生火花引爆這極具危險的混合氣。為此进行如下分析:一是确保在吹掃時清理凈管網內的石子,以防止其在高速流動的氣体推動下產生火花。二是全线閥門必須關閉,然後在最遠端打開一處閥門,在排完空氣的情况下,緩慢開啟天然氣閥門。並逐一使用同一方法進行全面置換。三是必須嚴格控制明火火種靠近置換現場。我們所說火種有三種:一是明火。二是高速氣流會因“摩擦”產生静電。但是,由於我公司使用的是PE管道系統,不會有電荷集聚導致高電位,而產生放電火花。三是高速氣流吹動管道中可能殘留下來的石塊、鐵屑、焊條頭等固體物品因碰撞產生火花。這種可能性是存在的,是主要危險源。其根源是高速氣流,解決它的關鍵是堅決杜絕高速氣流而確保低速;即便有石塊等“雜物”,也不會被吹動,也就不可能產生火花了。根据天然氣管道實際吹扫經驗,我們確定將置換天然氣流動速度控制在3米/秒以下。用閥门的開啟度來控制流速。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com

經上述分析,說明天然氣管網可用天然氣直接“置換”;即慢速充入天然氣置換後再投入運行。該法必須註意排除其危險性,方法較簡單,經濟合理。

3. 燃氣直接置換步驟

試壓合格後随即進行置換。下面以尉犁縣天然氣工程中壓管網置換為例,步驟操作如下:

(1)试壓、置換前的準備工作

①成立管網檢查(试壓、置換)工作領導小組,明確具體的分工,各負其責。

②經過多方研究討論,確定試壓、置換方案,并制定實施細則和具體措施,打印成文,以便遵照實施。

③對管道和設備进行試壓。對閥門、法蘭、焊縫等各種設備和聯接處進行認真细致的檢查,對有泄漏之處進行處理。

④聯接好試壓、置換工作所需用的臨時管道和設备。如加氣管、排氣管、空壓機等;并做好其它一切有關的安全防範物質準備工作。

(2)試壓及置換工藝流程

①在一個調壓箱放散閥處聯接打壓膠管,與空壓機相連。

②關閉所有調壓箱前閥門,以最远端調壓箱前放散閥作為空氣的放空管。

(3)試壓、置換的操作步驟

①為了便於指揮、控制,不致操作失誤,在試壓、置換前,首先關閉全部調壓箱前閥門(可在閥門後加裝盲板),使整個系统成為密閉狀態。

②啟動空壓機,打開加氣管的控制閥门,向管網充空氣,使压力先緩慢升壓至運行壓力,保壓8小時,如無卸压現象,即可在未端放散處(或在門站放散管处,充分利用壓縮空气進行最後一次的吹扫)放去空氣。

③試壓合格後進行置換。在末端放散處放去空氣,直止無壓力狀態下(與大氣相平衡為止)。慢速打開城市中壓管網總閥。

④在慢速打開城市中壓管網總閥後,用可燃氣體報警器監視放散閥處的氣体濃度,報警器發出報警,即關閉放散閥,中壓管網置换完畢。

⑤打開調壓箱出口閥,打開一棟樓的樓棟閥(关閉其余樓棟閥),打開樓棟最远端一個表箱閥(我公司采用户外裝表。關閉其余表箱閥),拆除樓棟最遠端一個表的表前接頭(關閉其余表前閥)。打開表箱閥、表前閥放散。用可燃氣體報警器監視放散處的氣體濃度,報警器發出報警,即關闭表箱閥、表前閥,恢復表接頭,表前閥管線置換完畢。

⑥一個人進入居民家中,打開竈前閥,一個人打開表前閥,在竈前閥處連接膠皮軟管向室外放散。用可燃氣體报警器監視(竈前閥)放散處的氣體濃度,報警器發出報警,即關閉竈前閥,竈前管线置換完畢。

⑦連接竈前閥至燃氣竈(器具),打開閥門停留片刻,待膠管內空氣置換完,點火。整個置換過程完成。

經過對天然氣中壓管網置換的兩種方案比較,擬采用“氣推氣”的置換方案。論點也充分证明了以天然氣直接置換較為方便、經濟,雖然存在不安全因素,但是可以通过控制進氣速度,以及采取各種安全措施協調配合,完全可以安全地渡過混合氣體爆炸極限範圍,是天然氣管網置換行之有效的,可以廣泛采用的方法。


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