氣柜直接置換

摘 要：根據(jù)韶關(guān)市氣源轉(zhuǎn)換實(shí)際情況，用直接置換氣柜內(nèi)水煤氣以達(dá)到安全拆除氣柜的目的。

我公司3萬m3氣柜自1993年使用以來，一直運(yùn)行正常，由于種種原因，迫使我們更換液化石油氣摻空氣為氣源，氣柜已無作用，必須拆除。但由于氣柜內(nèi)有剩余8000m3水煤氣，管道和設(shè)備上均有水煤氣，所以必須置換至安全范圍才能動火拆除。

余氣放散后需要置換的范圍是氣柜弓頂 1500m3，站區(qū)工藝管道及脫硫裝置約100m3，合成氨廠至儲配站的輸氣管道1400m，約100m3，臺計1700m3，置換用有二種方法，第一種是間接置換，即先用惰性氣體置換煤氣后再用空氣置換惰性氣體。第二種是采用空氣來直接置換。二種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。

l 選用直接置換方案的研討

氣柜的問接置換被廣泛采用，但對于我們公司來說有以下問題：

（1）由于合成氨廠已停產(chǎn)，若用煙氣或蒸氣置換，已無煙氣等氣體產(chǎn)生，我們也無此裝置，所以此方案不切合實(shí)際。

（2）采用氮?dú)鈦碇脫Q，此方案是可行，但是采用這一方案存在以下問題。

①需要 N2量大，置換的體積有 1700m3 ，共需氮?dú)膺_(dá) 8000m3 。

②勞動強(qiáng)度大，需要裝卸鋼瓶近200噸。

③費(fèi)用大，約需8萬多元。

④這次是反置換，有煤氣不哪附，有一定的危險性。

采用惰性氣體置換存在著諸多難題，我們否定了氣柜的間接置換方案，而對直接置換方案進(jìn)行調(diào)研，認(rèn)為在采取安全措施的前提下是可取的。首先查閱了大量資料，1995年南京煤氣廠曾對10萬m3氣柜進(jìn)行了直接置換，置換空間達(dá)8223.3m3，置換獲得成功，并節(jié)省了大量的費(fèi)用。1997年河南駐馬店市煤氣公司氣柜也實(shí)行直接置換獲得成功，并節(jié)省置換費(fèi)用15萬元。兩家公司的經(jīng)驗(yàn)曾在《煤氣與熱力》雜志上介紹，他們的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。這兩個單位都是用煤氣來直接置換空氣的，而我們的氣柜置換是空氣置換煤氣，置換終點(diǎn)更慢，要求更高，與他們相比我們有以下優(yōu)越條件：①在管道施工中經(jīng)常用直接置換形式，特別是1998年西河橋改管，也采用空氣來置換煤氣，積累了成熟的經(jīng)驗(yàn)。②置換場地寬敞，無人來往。③靜電接地只有2Ω，效果好。④我們氣柜已停止使用，其置換不受時間限制，可以用很慢的速度來置換，防止靜電的發(fā)生。⑤氣柜性能良好，升降正常。根據(jù)上述的有利條件，我們決定采用空氣來直接置換煤氣。

2 置換終點(diǎn)的確定

用空氣置換煤氣，必然會遇到煤氣與空氣混合進(jìn)入爆炸極限問題。停氣的氣體組成見表1。

經(jīng)上述計算，這次置換終點(diǎn)決定：各系數(shù)各點(diǎn)O2 必須大于19.1%，平均大于19.60。

3 置換過程的操作

在選擇了置換的方法及置換終點(diǎn)后，我們制訂了詳細(xì)的置換方案，采用0.5m3/分的空壓機(jī)提供空氣及自然通風(fēng)相結(jié)合的置換方法，由于工作量小，為了保證安全，只有四人參加這一工作。

3.1 氣柜置換

（1）剩余的煤氣處理

在換氣結(jié)束后，氣柜中尚存8000m3 煤氣，采用氣柜放散管自然放散的辦法，三天時問處理完畢，只留下弓頂約 1500m3 的煤氣需置換。

（2）切斷氣柜與其他系統(tǒng)聯(lián)系的管道，對多余系統(tǒng)采取拆除，與城區(qū)管道連接管道用盲管封死。

（3）氣柜置換的操作

按“置換方案”操作，不留死角，在氣柜頂四點(diǎn)取樣，3月22日正式開始置換，至3月31日，氣柜的混合氣 O2含量達(dá)18.8%。當(dāng) O2達(dá)180以上時，O2上升的速度已非常慢，氣柜中尚有10000m3水要放出，可以大量沖淡混合氣的煤氣量。經(jīng)計算終點(diǎn)O2含量：18.8＋（20．8-18.8）×10000/（ 1500＋1000）＝20.74％。同時氣柜一經(jīng)放水，氣柜中會產(chǎn)生負(fù)壓，氣柜中的氣體不會向管道滲透，不會影響其他置換合格的管道，所以31日停止對氣柜的置換，轉(zhuǎn)人工藝管道的置換。

3.2 脫硫裝置的置換

在進(jìn)柜前有二個脫硫塔、脫硫塔每個體積約6m3，置換每 15分鐘取樣分析，O2達(dá)到 20％，置換合格，置換時間為1小時。

3.3工藝管道的置換

管網(wǎng)中旁通，并聯(lián)管道多、死角多、設(shè)備多，所以必須仔細(xì)認(rèn)真。置換每15分鐘在出站總管取樣，以總管取樣合格為控制點(diǎn)，整個置換使用時間3小時。最終結(jié)果見表2。

3.4原輸氣管道的置換

合成氨廠停產(chǎn)后對合成氨廠管道已作了置換，我公司氣柜內(nèi)部的管道也已置換，合成氨廠至氣庫的輸氣管是一段直管。在放散口取樣合格作為置換的終點(diǎn)，置換4小時后，分析O2為20%。

經(jīng)上述置換，從合成氨廠至出站總管原水煤氣氣相系統(tǒng)已全部置換完畢，不留死角，為水煤氣系統(tǒng)拆除創(chuàng)造了條件，同時為了更安全，合格后把所有的放散管通大氣，不至產(chǎn)生局部富集現(xiàn)象。

3.5 放水

氣柜中有近10000m3的密封用水，由于長期與弛放氣接觸，含NH3量較高，3月31日氣柜基本置換合格后放水，采用天晴時少放，下雨放大的原則，至4月9日全部水放完。由于氣柜在在置換后階段O2提高很慢，4月4日氣柜的O2已達(dá)19.8％。

此時已全部達(dá)到預(yù)定的要求，混合氣體已離開爆炸限 50％以上，所以在動火時已不會產(chǎn)生任何危險。

到4月9日上午為止水煤氣系統(tǒng)已恢復(fù)到原始狀態(tài)，為了更加可靠，在動火拆除前4月 14日再次對氣柜取樣，其O2含量已達(dá)20.6%。

4 數(shù)據(jù)整理及分析

我們對這次置換的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，詳見表3。

從數(shù)據(jù)表明，全部已達(dá)到預(yù)定的終點(diǎn)。其混合氣中可燃?xì)怏w的含量僅為爆炸下限的一半，同時所有系統(tǒng)均進(jìn)行了球膽取樣明火點(diǎn)火試驗(yàn)，均不產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象及聽到爆鳴聲。

全部工作從3月19日起至4月9日結(jié)束，歷時22天。具體分配見表4。

分析化驗(yàn)共84次，在放散余氣及放水時作業(yè)人員3～4人。在管道置換時動用了約15人及必要通訊設(shè)備。

5 經(jīng)濟(jì)效益

由于這次置換采用了空氣的直接置換，節(jié)省了大量的人力、物力及財力。具體如下：

（1）不用氮?dú)庵脫Q，節(jié)省2500瓶的氮?dú)赓M(fèi)用。

（2）省去氮?dú)膺\(yùn)輸 100車，節(jié)省運(yùn)費(fèi) 5000元。

（3）不用制作氮?dú)獾膶Ｓ眯盾囇b置2000元，同時也消除了在氣柜上焊接的危險性。

（4）節(jié)省了氮?dú)馑腿藲夤竦难b卸送氣工日約 150個約 8000元。

6 體會

（l）用空氣（煤氣）來直接置換氣柜，只要在事前有一個周密的方案，在置換中認(rèn)真操作是可行的。

（2）直接置換有省時、省力、省財?shù)膬?yōu)點(diǎn)，節(jié)省費(fèi)用8萬多元。

（3）用轉(zhuǎn)慢的跟進(jìn)氣可達(dá)到更穩(wěn)定、更安全的目的。

（4）本次使用的空壓機(jī)排氣量太小，使置換時間太長，給安全控制帶來難度，如采用了3m3用氣量空壓機(jī)或采用低壓的鼓風(fēng)機(jī)會更好。

（5）對于

沒有惰性氣體產(chǎn)生裝置的氣源廠，這次實(shí)踐又一次證明直接置換的優(yōu)越性及安全性。

（6）對人員較雜、管理難度大的地區(qū)采用直接置換時，必須采取更嚴(yán)格措施或采用間接置換的方式，以確保安全。

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