摘要:壓縮天然氣供氣站承擔著城市燃氣供應的重要使命,應用于居民生活、工商業、發電、交通運輸、分布式能源等多個領域,是城市發展不可或缺的重要清潔能源之一。從壓縮天然氣供氣站工藝流程及安全防護措施方面,闡述了安全生產重要環節:減壓撬、鍋爐供熱系統、加臭裝置等存在問題分析,以及安全防護措施的作用,總體上分析了供氣工藝過程及系統組成進行思考與深入研究。
關鍵詞:供氣工藝流程分析;安全防護措施作用;人物因素分析
城市天然氣的使用是未來發展的大趨勢,在保障天然氣穩壓供應和安全輸送中,燃氣調壓是一項重要環節。壓縮天然氣供氣站工藝技術主要包括減壓撬、鍋爐供熱系統、加臭裝置、超壓切斷裝置、安全放散閥、燃氣泄漏報警系統。壓縮天然氣減壓撬供氣工藝流程順序為:高壓過濾器、一級換熱、一級調壓高壓、二級換熱、二級調壓中壓、渦輪流量計計量、添加加臭劑等一系列降壓工藝流程后,通過市政管網穩壓為用戶端供氣。
一、減壓撬調壓運行存在的問題分析
壓縮天然氣供氣站減壓撬是一套整體運行設備,既有自動切斷氣源、放散氣體、調壓、換熱、加臭等重要生產環節。生產運行過程中調壓器的失靈,一是超壓供氣,使得進口高壓或中壓未經過降壓直接進入生產下一環節,將對管道設施設備造成損壞,甚至發生著火、火災、爆炸等嚴重事故。二是壓力異常降低或啟動自動切斷功能中斷供氣,下游管網供氣壓力將會降低,使得供氣壓力嚴重不足,甚至會導致全城斷供氣等嚴重隱患風險。三是對減壓裝置本身設施設備的使用壽命造成影響,如流量計通氣
壓力過高甚至會損壞、超出管道設計壓力管道破裂等。
二、常壓鍋爐供熱系統異常引發的存在問題分析
壓縮天然氣降壓是吸熱過程,鍋爐供熱系統是一項必備的工藝環節。常壓鍋爐一用一備,加溫使得循環熱水溫度增加,對減壓撬管道中天然氣進行一二級換熱加熱處理,保持管道天然氣降壓吸熱過程中,天然氣溫度在標準范圍內。供熱系統發生異常未對進氣口高壓或中壓天然氣進行加熱處理,將會導致減壓撬管道外部結霜結冰甚至管道冰堵、調壓器溫度過低失靈超壓甚至會造成管道破裂、撬裝設施設備直接損壞等嚴重風險。為節約能源防止熱量流失,循環熱水管外層使用環繞型保溫層,在保溫層外層再環繞加上鋁皮保護,最終起到全面保溫保護作用。對循環熱水管的保溫處理,有效提高減壓撬對天然氣加熱環節的效率。
三、加臭裝置存在問題分析
城鎮燃氣加臭劑的添加必須通過加臭裝置進行,燃氣中加臭劑的最小含量,在無毒無味燃氣泄漏到空氣中,達到爆炸下限的20%時應能察覺。 天然氣加臭劑含量不足,將會導致下游用戶不及時發現燃氣泄漏,從而引發燃氣著火、火災、爆炸等嚴重事故。燃氣加臭環節不可缺少,更不可含糊糊弄,應定期對城鎮燃氣管道內的加臭劑濃度進行檢測,并做好記錄。從環境保護方面著想,加臭裝置應全面密閉、無泄漏狀態下運行。如發生加臭劑泄漏,應盡快使用除臭劑、消除劑的稀釋液和吸附劑等物品進行處理,避免泄漏加臭劑污染環境。
四、安全防護措施
減壓撬最重要的安全防護措施方式是超壓保護,能第一時間對超壓進行氣體放散處理,自動切斷氣源等,從而達到最有效的安全防護。以下介紹減壓撬的安全保護裝置:
(一)氣動緊急切斷閥
安裝位置在減壓撬過濾器與一級調壓器之間,其作用是接收調節儀表的傳輸信號,控制工藝管道內流體的切斷、接通或切換。對減壓撬一級調壓后壓力進行監控,既有超壓自動切斷,調壓器失靈時壓力不穩定等切斷功能,截止氣體向下游輸送,對下游進行保護,其設計切斷壓力比安全放散閥放散設計壓力略高。氣動緊急切斷閥基本工作參數要求,氣缸開啟壓力≥0.3-0.6Mpa,氣缸的日常工作壓力不得低于0.4Mpa,才能保證閥門的正常工作。切斷閥與SCADA系統緊密聯系,發生不可控風險時,可以由人工在遠處進行控制切斷,這一功能在緊急情況下有效提高現場防控處置水平。
(二)安全放散閥
安裝位置在減壓撬一二級調壓后,分別對高壓和中壓管道部分進行超壓氣體放散保護。其原理是管道壓力超過設定值時,安全放散閥自動開啟,并將氣體向大氣排放,達到降壓保護的作用。安全放散閥既有自動關閉功能,當氣體排放壓力降到低于放散設定值時,在彈簧力作用下自動關閉起到節約能源及環境保護等作用。
(三)主副路串聯保護機制
減壓撬一主一副分為兩路運行供氣,設置工作壓力主路大于副路,切斷壓力主路小于副路。既主路停止運行時,由副路繼續供氣;下游用戶用氣量過大時,主路供氣能力不足的情況,管網壓力低于副路設置工作壓力時,主副路同時運行調壓供氣;兩路既有相互調節作用,也有相互監察作用。
(四)燃氣泄漏報警器保護裝置
燃氣泄漏報警器由報警控制主機和探測器兩部分構成,主要用于檢測室內外危險場的燃氣泄漏情況,是保護生產和人身安全的重要儀器。報警控制主機安裝于值班控制室,探測器安裝于減壓撬在頂部位置。對壓縮天然氣供氣站生產安全尤為重要,發生燃氣泄漏現場探測器檢測到燃氣泄漏,報警控制主機會同時發生報警聲音,第一時間起到警示作用。
五、人物因素分析
(一)人的安全思想建設
壓縮天然氣供氣站是城市燃氣供應重要渠道,確保安全平穩供氣思想工作不能有任何動搖、任何遲疑、任何含糊。人的違章操作、違反操作規程、違反規章制度、“低老壞”習慣等,而引起的安全生產事故不在少數。因此從加強安全教育培訓管理、堅持動態的素質提升管理、開展科學的安全目標責任管理、嚴格反“三違”制度管理等四個方面出發。做好標準化站隊建設,結合“講規程、學規程、用規程”等活動,開展“小范圍、短課時、多形式”的在崗培訓,提升全員風險控制能力。形式包括:班前班后會、觀看視頻片、事故案例(安全經驗分享)、應急演練等,全面提高人員的安全思想意識。
(二)加強設備現場管理
設備的不安全狀態將導致生產過程中存在事故隱患風險,對壓縮天然氣供氣站重要設備:鍋爐、減壓撬、安全切斷閥、安全放散閥、燃氣報警器探測器等,應定期維護保養,需強制性檢驗的必須按規定時間內進行效驗。對生產設備按月檢、周檢、日檢要求制定檢查內容排查設備故障,確保設備保持在完好狀態。日常工作中,加強巡回檢查記錄設備運行狀態,做好現場交接班工作。設置現場提示圖,主要包括:應急設施的分布、現場的布置、風險源的分布、作業區域、逃生路線圖等,通過目視化管理,做到風險提示清晰;通過屬地化,做到責任明確。制定現場管理清單,主要包括:HSE設施、應急物資器材、生產設備設施和風險管控清單等,通過規格、數量、型號,規范設備設施配置,做到配備標準統一。
六、結論
隨著城市人們使用燃氣需求量的日益增長,環境保護不斷加強的大趨勢下,天然氣作為一次能源的消費結構中占比將持續提升。在城鎮化水平的不斷提升中,城鎮燃氣發展會持續穩步推進。隨之而來的是壓縮天然氣供氣站供氣量的不斷提升,自身安保工作不斷加強。綜上所訴,壓縮天然氣供氣站安保工作的實施深究,通過各方面的存在問題的分析和安全防護措施的作用,減壓撬供氣工藝流程技術已成熟,可以保證城市燃氣的安全平穩供氣,這也將會是未來城鎮燃氣工作研究的趨勢。
參考文獻:
[1] 張濤.陳云玉.李曉先.《城鎮燃氣加臭技術規程》.CJJ/T 148-2010.
作者簡介:林明星(1988-),男,安全主管,助理工程師。