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(shí)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(diǎn)

1? 前言

寧波鋼鐵有限公司是杭鋼集團(tuán)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(jìn)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(jìn)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(gè)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(jìn)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(jìn)入除酸器前，用來自二次噴灑泵的母液進(jìn)行二次噴灑，以進(jìn)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?cái)嚢枘敢海沽蜾@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(jìn)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(shí)，結(jié)晶槽內(nèi)的結(jié)晶母液通過離心機(jī)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(shí)間推移，設(shè)備、閥門、管道等被腐蝕，存在煤氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)。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(shí)，大量煤氣外漏，需要帶空氣呼吸器進(jìn)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(xiǎn)。

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(shí)行過塞堵，閥體可受力情況不清晰，并且法蘭面也進(jìn)行過多次封膠堵漏。鑒于目前實(shí)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(yùn)行，經(jīng)焦化廠、公司能源部和安保部進(jìn)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(gè)）。煤氣不經(jīng)過1#2#飽和器，直接從主管進(jìn)入3#飽和器預(yù)留進(jìn)、出口臨時(shí)管道（3#飽和器設(shè)備沒裝，只安裝了進(jìn)出口閥門，將3#飽和器進(jìn)出口閥門直接用臨時(shí)管連通），煤氣直接進(jìn)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(diǎn)：（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(shí)支撐--開孔作業(yè)-封堵作業(yè)、檢測（安全措施）--1#、2#飽和器進(jìn)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(jìn)、出口，旁通閥抽盲板--DN1600管道解除封堵-3#連通管拆除--3#進(jìn)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(jī)、液壓機(jī)。

（1）開孔作業(yè)前準(zhǔn)備：搭設(shè)腳手架，對開孔機(jī)檢查、組裝和煤氣管道檢查加固。（2）確定開孔點(diǎn)，錯(cuò)開焊縫點(diǎn)，根據(jù)位置做好管道短接并進(jìn)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(jī)，連接聯(lián)通管道。（5）接氮?dú)夤芎蛪毫Ρ恚葘ρb置進(jìn)行試壓，確認(rèn)是否泄漏，再進(jìn)行置換。（6）吹掃合格后，接液壓管，打開夾板閥閥板，進(jìn)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(jī)內(nèi)煤氣，拆螺栓撤出開孔機(jī)。（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(jī)。

（1）液壓推桿與套筒連接緊固。（2）液壓推桿進(jìn)入套筒內(nèi)，與封堵板上方兩個(gè)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(shí)封堵板兩側(cè)膠皮向內(nèi)收縮，直至完全進(jìn)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?dú)獯祾叻舛卵b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(jìn)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?dú)獯祾邫z測后的煤氣管道至合格。（9）將煤氣管道中的封堵板提進(jìn)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?dú)獯祾呦露缕骱细瘢蜷_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(xiàng)

（1）開孔時(shí)如果振動和噪音大，需要停止開孔作業(yè)，要進(jìn)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?dú)膺M(jìn)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(jìn)行加固和支撐，開孔點(diǎn)錯(cuò)開焊縫，防止振動過大。（5）作業(yè)過程中隨時(shí)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(jìn)入設(shè)備，每道工序前都應(yīng)進(jìn)行吹掃檢測。（7）為節(jié)約施工作業(yè)時(shí)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(gè)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(jī)不停輸開孔封堵工藝應(yīng)用于管道改造、維修搶險(xiǎn)施工過程中，主要是在管線不停輸情況下，使用兩個(gè)封堵頭對被改造或被維修管段上下游實(shí)施封堵，將改造維護(hù)管段隔離，臨時(shí)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(jìn)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(xiàn)：

[1] GB 2710—2008.焦化安全規(guī)程[S].