淺述5萬m3低壓干式煤氣柜檢修置換

卓　平（攀枝花市煤氣總公司，四川攀枝花 617000）

淺述5萬m3低壓干式煤氣柜檢修置換

卓平
（攀枝花市煤氣總公司，四川攀枝花 617000）

文章對用氮氣置換煤氣氣柜內的煤氣——間接置換法和用煤氣直接置換煤氣氣柜內空氣——微放散擴容稀釋置換法做了詳細的技術分析，并進行了經濟技術比較。

煤氣氣柜；檢修；置換工藝

1　氮氣置換煤氣氣柜內的煤氣——間接置換法

1.1置換方案理論計算與分析

1.1.1計算依據

低壓干式煤氣柜雖儲氣容積較大，由于其結構是活塞式的，活塞上方是靠密封油泵的間隙上油，以保持油封高度來密封活塞下方的煤氣。煤氣借助壓力推動活塞向上運動而進氣，又靠著活塞自垂（自重）而維持氣柜內的壓力平衡。而且活塞的下行程死點與氣柜底板之間的距離很小，因此實際上應被置換的煤氣氣體積就很小了。

① 5萬m3低壓干式煤氣柜的設計參數，5萬m3低壓干式煤氣柜為正20邊形，柜側板邊長5.9m，側板外接圓直徑D=37.7155m，側板內切圓直徑d+37.25lm，活塞行程H=45.6m，活塞最低點到柜底板間距H=1.38m，柜有效容積V=50 110m3，煤氣柜進出口煤氣管公稱通徑Dg600mm，活塞工作壓力P= 3 000+150Pa，柜底部（第一帶側板中部）Dg150mm吹掃放散管3根。

② 被置換的煤氣管道730～2 900m、D529～2 600m，幾何容積1 698.8。5萬m3干式柜底面積S=1 098.91，被置換空間氣體體積v=1 516.5 m3。整個工程應置換的幾何容積為3215.3 m3。置換所用氮氣由攀鋼一煤車間提供，被置換體積與氮氣需用量按幾何容積的3倍計算，則整個置換氮氣量為9 645.9 m3。置換時間150min，具體時間由總指揮根據現場置換決定。

③ 置換氮氣進口設在攀鋼一煤車間，分別在5萬m3干式柜底塔3根Dg162mm放散管處進行放散。

④ 氮氣置換煤氣合格的標準：在炳氣柜底塔3根Dg162mm放散管處進行放散，同時在底塔3根Dg162mm放散管的取樣閥處分別進行取樣，每根放散管取樣氣體中一氧化碳低于0.2%（mg/L）、煤氣含量小于1%時，兩項指標必須同時達到，生產科負責取樣及檢測。

1.1.2置換注意事項

① 置換所用的氣體密度大于被置換氣體時，進氣口應設在柜的底部。反之，應設在上部。

② 進氣速度不宜過大，完全置換凡是進氣速度不應超過1m/s；完全混合（稀釋）方式，置換開始階段進氣速度不超過1m/s。當氣體送入量達到置換空間的一半后，進氣速度提高到5m/s左右。

③ 在置換過程中，柜內始終保持正壓。

④ 置換時柜體四周安排10名警衛人員，確保工作人員和周圍環境的安全。

2　施工作業慨述

2.1降壓范圍

在抽插盲板時，關閉吊橋南ND500閥門，關閉炳草崗儲配站、五十一儲配站進口管道閥門、由五十一儲配站出口閥門進行調節和控制全市管網壓力，壓力控制在300-500Pa之間。在整個施工中五十一儲配站負責保持江南片區煤氣管網正壓，具體壓力由總指揮根據現場確定。

2.2降壓范圍：501電廠——馬家田

501電廠——51公里:

① 施工前的準備工作，在進行置換前將5萬m3干式柜儲存量降至2 000m3，然后關閉5萬m3干式柜加壓機進出口閥門及D630進口1、2、3、4、6、閥門，開啟底塔3根Dg162mm放散閥，使5萬m3干式柜柜體活塞運行到最低點（距柜底板間1.38m）。

② 關閉一煤車間進出口管閥門、關閉一煤車間至吊橋段沿途調壓站進口閥門，關閉吊橋南一號閥門、橋北閥門。

③ 分別在一煤車間進出口、吊橋南1#、橋北閥門、炳氣北4#、6#閥門處分別插盲板。

④ 開啟炳氣柜1#、2#閥門及氮氣閥門，對從一煤至炳氣柜的D 730～2900m、D529～2600m及5萬m3干式柜進行氮氣置換；在炳氣柜底塔3根Dg162mm放散閥管處進氣放散。同時在底塔3根Dg162mm放散閥管的取樣閥分別進行取樣，每根放散管取樣氣體一氧化碳低于0.2%（mg/L）、煤氣含量小于1%時，兩項指標必須同時達到，5萬m3干式柜置換合格。

⑤ 置換合格后，往5萬m3干式柜水封里加水，抽取一煤車間進出口、吊橋南1#閥門、橋北閥門、炳氣柜4#、6#閥門處插盲板；關閉炳氣柜1#、2#閥門。

3　5萬m3低壓干式煤氣柜微放散擴容稀釋置換

炳草崗儲配站5萬m3低壓干式煤氣儲氣柜密封裝置大修完成驗收合格后，煤氣儲氣柜在投產使用之前必須進行置換。目前國內置換通常是采用煤氣直接置換法和氮氣或煙氣等惰性氣的間接換法來實現。但以上置換法要消耗大量的煤氣或惰性氣，還需要提供置換所需要的專用設備，不僅對周圍環境造成一定污染，在經濟上、安全上也要付出一定的代價。低壓干式煤氣柜雖儲氣容積較大，由于其結構是活塞式的。活塞上方是靠密封油泵的間歇上油，以保持油封高度來密封活塞下方的煤氣。煤氣借助壓力推動活塞向上運動而進氣，又靠著活塞自垂（自重）而維持氣柜內的壓力平衡。而且活塞的下行程死點與氣柜底板之間的距離很小，因此實際上應被置換的空氣體積就很小了。故本次置換采用直接充氣的擴容稀釋法，即是低壓干式儲氣柜在下行死點，向柜內送合格的城市民用煤氣到有效容積，將本應置換的柜內底部含氧空氣不排走，而進行稀釋，使低壓干式氣柜內的混合煤氣的氧含量達到城市煤氣的質量標準和安全要求。

3.1理論計算與分析

3.1.1計算依據

5萬m3低壓干式煤氣柜的設計參數。

3.1.1.15萬m3低壓干式煤氣柜

煤氣柜為正20邊形，柜側板邊長5.9m，側板外接圓直徑D=37.7155m，側板內切圓直徑d+37.25lm，活塞行程H=45.6m，活塞最低點到柜底板間距H=1.38m，柜有效容積V=50 110m3。

煤氣柜進出口煤氣管公稱通徑Dg600mm，活塞工作壓力P=3 000+150Pa，柜底部（第一帶側板中部）Dg150mm吹掃放散管3根。

3.1.1.2加壓設備

羅茨鼓風機3臺，每臺額定輸出氣量V=60m3/min，額定輸出壓力P=38.2kPa（3 900mmH2O）。

3.1.2空氣中含氧量O2=21%

3.1.3攀鋼焦爐煤氣含氧量O2=0.2%，熱值Q=4 000kCal/m3，吊橋北攀鋼常規供氣量V=3 500～4 000 m3/h。國家城市民用煤氣合格標準O2＜1%，熱值Q≥3 500kCal/m3

4　擴容稀釋理論計算

（1）柜底面積S=1 098.91 m2。

（2）被稀釋空間空氣體積V=1 516.5m3。

（3）被稀釋空氣中氧氣體積O2=318.464m3。

（4）混合煤氣中氧氣含量O2＜1%時：

①煤氣需用量V=45 494.84m3。

②煤氣熱值Q=3 870.968kCal/m3。

（5）充柜達5萬m3時（額定貯量）。

①混合煤氣含氧量O2=0.836 98%。

②混合煤氣熱值Q=3 882.506kCal/m3。

（6）稀釋時間t=12.30～13.00h。

（7）升柜壓力P=3 000Pa（300mmH2O）。

（8）爆炸極限區焦爐煤氣用量（焦爐煤氣爆炸極限為4.72～37.59%）下限量：75.125m3；上限量：913.4m3；時間16min。

（9）放散置換法焦爐煤氣耗用量。

① 3倍體積時：4 549.485m3；時間：1.20h。

② 5倍體積時：7 588.480 m3；時間：2.30h。

5　理論計算的分析

5.1微放散擴容稀釋

以上的理論計算表明，低壓干式儲氣柜不通過置換排氣，而用擴容稀釋法將城市民用煤氣直接送入干式儲氣柜到一定容積，此時干式儲氣柜內混合煤氣含氧量及其熱值仍能滿足城市民用煤氣的質量標準和安全要求。

5.2放散置換

根據理論計算，此方法用氣量較大，放散時間長，雖能與站區新建工藝管道、設備的置換一并進行，放散量近10 000 m3。但安全措施要求高，放散置換合格后，需要立即開機充柜到柜安全高度（柜容達10 000 m3以上，需要3h，整個置換充柜連續進行需6h）。此時開機充柜，整個站區、柜區、機房內還殘存剛置換放散的混合煤氣，安全條件差，影響開機和向柜內監視儀器、儀表、設備送電啟用。如果開機、送電延時較長，柜受氣溫變化易出事故。

6　結束語

通過對5萬m3低壓干式煤氣儲氣柜進行置換：氮氣置換煤氣氣柜內的煤氣——間接置換法，檢修完畢，對5萬m3低壓干式煤氣儲氣柜進行置換：用煤氣直接置換煤氣氣柜內空氣——微放散擴容稀釋置換法。我認為只有根據當地的氣源具體情況，選擇安全經濟的置換方法對儲氣柜進行置換。置換的關鍵是掌握各種氣體的爆炸極限和控制氣體的流速以0.6m/s-0.9m/s為宜。

Brief Description 50 000 m3Low Pressure Dry Gas Replacement Overhaul

Zhuo Ping

The article was replaced with nitrogen gas gas gas cabinet-indirect displacement method and the direct replacement of gas with coal gas cabinet air-Micro relief expansion diluted displacement displacement method to do a detailed technical analysis，and economic and technical comparison.

gas gas tank；maintenance；replacement process

TQ547.91

A

1003-6490（2016）03-0118-02

2016-03-06

卓平（1971—），男，四川鹽邊人，工程師，主要從事煤氣安裝工程生產技術管理工作。