天然氣濃度報(bào)警及可視裝置在注汽站的應(yīng)用

摘要：通過(guò)對(duì)油田注汽鍋爐天然氣流程及配套安全裝置的研究、檢測(cè)和分析，找出現(xiàn)有流程和裝置的漏洞和不足之處，提出相應(yīng)完善有利于安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的有效方法，即增設(shè)注汽鍋爐瓦口中部天然氣濃度監(jiān)控裝置和廠房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w濃度可視化裝置兩部分措施。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐 天然氣濃度 可視裝置

1 研究背景

注汽鍋爐即濕蒸汽發(fā)生器是稠油熱采工藝技術(shù)中的核心組成部分，其主要作用是將經(jīng)聯(lián)合站處理的軟化水加熱成干度75%左右的飽和濕蒸汽，以十幾兆帕的壓力通過(guò)注汽井口注入油層，降低稠油的粘度，增加油層的熱量，增強(qiáng)稠油的流動(dòng)性。

現(xiàn)階段，遼河油田的注汽鍋爐大部分以燃燒天然氣為主。天然氣作為注汽鍋爐燃料，相對(duì)燃油更加清潔環(huán)保，運(yùn)行時(shí)易操作易管理。但天然氣本身是無(wú)色氣體，揮發(fā)性強(qiáng)，有毒且易燃易爆，在使用時(shí)安全措施相對(duì)要更加全面合理。

經(jīng)調(diào)查研究分析，現(xiàn)今注汽鍋爐的燃?xì)庀到y(tǒng)主要存在以下安全漏洞和隱患：

①天然氣從室外管線進(jìn)入廠房，經(jīng)球閥、減壓閥、流量計(jì)和兩個(gè)燃?xì)怆妱?dòng)閥（包括燃?xì)鈾z漏裝置）之后進(jìn)入主燃流程燃燒，檢漏裝置只檢測(cè)鍋爐啟爐時(shí)電動(dòng)閥附近的天然氣是否泄露，無(wú)法檢測(cè)膨脹管和瓦口連接處到燃燒器末端的濃度，更無(wú)法檢測(cè)爐膛是否有天然氣殘余，以及是否可能接近爆炸極限。

②天然氣泄露狀況只能通過(guò)電動(dòng)閥附近的檢漏裝置獲得，僅一道工藝截取并不保險(xiǎn)，安全性不夠，且操作人員無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)天然氣濃度值，不能完全達(dá)到安全性目視化管理的要求。

③鍋爐廠房?jī)?nèi)燃燒器附近設(shè)有天然氣報(bào)警裝置，通過(guò)探頭檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度，達(dá)到設(shè)定報(bào)警值后將報(bào)警信號(hào)傳送到報(bào)警器。但探頭數(shù)目有限，且距離燃?xì)饬鞒谈鞣N法蘭閥門等易泄露連接處較遠(yuǎn)，不能及時(shí)有效的檢測(cè)到泄露狀況。

2 增設(shè)天然氣報(bào)警及可視裝置的研究

2.1 燃燒器報(bào)警可視裝置的應(yīng)用。注汽鍋爐啟爐時(shí)，天燃?xì)庀冉?jīng)引燃流程進(jìn)入點(diǎn)火槍，通過(guò)火花塞點(diǎn)燃引燃火后，燃?xì)怆妱?dòng)閥開(kāi)啟，天然氣經(jīng)減壓閥至膨脹管，之后進(jìn)入燃燒器部分。為檢測(cè)天然氣濃度，增強(qiáng)完善啟爐時(shí)安全性，避免鍋爐閃爆事故的發(fā)生，需在瓦口處天然氣出口前增設(shè)天然氣檢測(cè)裝置，即通過(guò)外掛檢測(cè)分析裝置引出檢測(cè)探頭至燃燒器尾部天然氣出口以前，并在操作盤內(nèi)增設(shè)模塊及配置相應(yīng)的啟動(dòng)、停止程序。

此報(bào)警系統(tǒng)僅在啟爐時(shí)應(yīng)用，具體運(yùn)行過(guò)程如下：鍋爐啟動(dòng)時(shí)，前吹掃到點(diǎn)火程序器運(yùn)行以前，特別是風(fēng)門關(guān)閉的一段時(shí)間，天然氣檢測(cè)裝置靈敏的檢測(cè)出膨脹管到天然氣出口之間是否有可燃?xì)怏w存在，并精確的檢測(cè)出其濃度，將數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器體現(xiàn)出來(lái)。當(dāng)探頭檢測(cè)到有可燃?xì)怏w存在并達(dá)到設(shè)定報(bào)警值，檢測(cè)器將信號(hào)傳輸給操作盤，執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警程序和不點(diǎn)火程序。此時(shí)，需要操作人員檢查燃?xì)饬鞒蹋_定漏點(diǎn)，保證安全。如果瓦口處無(wú)可燃?xì)怏w存在，執(zhí)行相應(yīng)的點(diǎn)火程序，在引燃火點(diǎn)燃以前，報(bào)警器自動(dòng)停止運(yùn)行，以防止電動(dòng)閥正常啟動(dòng)后天然氣進(jìn)入燃燒器造成報(bào)警器報(bào)警停爐或點(diǎn)火失敗。點(diǎn)火以前，燃燒器附近的天燃?xì)鉂舛冉钥赏ㄟ^(guò)可視化裝置顯示出來(lái)，操作人員便于隨時(shí)觀測(cè)天然氣濃度。

2.2 燃?xì)饬鞒桃仔孤短幵鲈O(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)探頭。天然氣通過(guò)管線進(jìn)入廠房后到燃燒器，裸露在環(huán)境中的連接法蘭約有15處，在法蘭處安裝天燃?xì)鉂舛葯z測(cè)的探頭，將各探頭檢測(cè)的氣體信號(hào)匯總到分析裝置，并通過(guò)一個(gè)匯總顯示裝置體現(xiàn)出來(lái)，巡檢人員在正常巡檢時(shí)可以通過(guò)屏幕上顯示的數(shù)據(jù)確定哪個(gè)環(huán)節(jié)是否有燃?xì)庑孤都捌錆舛戎档拇笮。绻懈哂谠O(shè)定值會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。巡檢人員通過(guò)巡檢發(fā)現(xiàn)有可燃?xì)怏w泄露時(shí)，需立即停爐，并緊固或重新安裝連接裝置，保證鍋爐安全運(yùn)行。

3 小結(jié)

3.1 在燃燒器瓦口附近增設(shè)天然氣檢測(cè)裝置，有助于操作人員隨時(shí)監(jiān)測(cè)啟爐前燃燒器內(nèi)部的可燃?xì)怏w狀況，有燃?xì)庑孤稌r(shí)能做到不啟爐不點(diǎn)火，保障了啟爐操作的安全進(jìn)行，避免了閃爆事故的發(fā)生。

3.2 在燃?xì)饪偝谈鬟B接處增設(shè)天然氣檢測(cè)微型探頭，有助于靈敏且及時(shí)的掌握可燃?xì)怏w泄露狀況，防止廠房?jī)?nèi)員工因巡檢或維修設(shè)備時(shí)中毒現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 在注汽鍋爐內(nèi)外兩大部分增設(shè)天然氣檢測(cè)裝置并配備可燃?xì)怏w濃度可視化效果，有助于操作人員和巡檢人員隨時(shí)掌握天然氣流程一系列裝置的密封密閉狀況，保障了注汽運(yùn)行人員與設(shè)備的安全。

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